保護帽
【課題】保護帽において、遮熱性と耐熱性とを更に向上させることである。
【解決手段】頭の上部を覆う保護帽１０は、略半球殻状に形成された保護帽本体１２と、保護帽本体１２の内側に設けられ、衝撃を吸収する衝撃吸収ライナ１４と、を備え、保護帽本体１２は、ガラス繊維等の強化繊維でポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を強化した繊維強化複合材料で形成され、繊維強化複合材料は、平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを含み、衝撃吸収ライナ１４は、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、略半球殻状に形成されたライナ本体１６と、ライナ本体１６に設けられ、保護帽本体側に突出し、保護帽本体１２の内周面と当接する少なくとも４つの突起部とを有している。
【解決手段】頭の上部を覆う保護帽１０は、略半球殻状に形成された保護帽本体１２と、保護帽本体１２の内側に設けられ、衝撃を吸収する衝撃吸収ライナ１４と、を備え、保護帽本体１２は、ガラス繊維等の強化繊維でポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を強化した繊維強化複合材料で形成され、繊維強化複合材料は、平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを含み、衝撃吸収ライナ１４は、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、略半球殻状に形成されたライナ本体１６と、ライナ本体１６に設けられ、保護帽本体側に突出し、保護帽本体１２の内周面と当接する少なくとも４つの突起部とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頭の上部を覆う保護帽に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の頭の上部を覆うヘルメット等の保護帽は、例えば、頭部を覆う帽体と、ハンモックとヘッドバンドと環ひも等を有する着装体と、衝撃吸収ライナと、あごひもと、を含んで構成されている。そして、屋外や高温環境下等で使用される保護帽には、保護帽装着者の頭部のムレ対策や熱中症対策等のために、遮熱性能を有する保護帽が使用されている。このような遮熱性能を有する保護帽は、従来の帽体に遮熱性塗料を塗装することにより製造されている。
【０００３】
特許文献１には、太陽光が放つ赤外線を遮蔽し、炎天下におけるヘルメット内部の温度上昇を抑えることができるヘルメットが開示され、ヘルメットの外表面に赤外線遮蔽機能を有するポリウレタン樹脂系塗料を塗装することが示されている。
【０００４】
また、製鉄所の高炉や転炉等のいわゆる炉前作業においては、炉から発生する輻射熱から身体を保護する、特に頭を保護するため耐熱性のある帽体とライナ等の内装材が求められている。炉前作業は、鉄鉱石から銑鉄を作り出す高炉、銑鉄から不純物を取り除く転炉、製品に近い状態にする加熱炉に分けられる。その作業環境は極めて苛酷であり、以下に炉前作業について説明する。
【０００５】
高炉は、製鉄所の主要設備で、鉄鉱石から銑鉄を取り出すための炉であり、製鉄所のシンボル的な存在である。高炉は、直径３０〜４０ｍ、高さ１００ｍほどの筒状の炉で、この中に鉄鉱石、燃料を兼ねる還元材のコークス、不純物を除去するための石灰石を入れ、熱風を吹き込んでコークスを燃焼させる。高炉内部ではコークスの炭素が、鉄から酸素を奪って熱と一酸化炭素、二酸化炭素を生じる。この反応が熱源となり鉄鉱石を溶かし、炉の上部から下部に沈降していく過程で必要な反応が連続的に行なわれ、下部に到達するころには燃焼温度は最高となり、炉の底部で高温液体状の銑鉄が得られる。高炉で作られた銑鉄は次の工程である転炉へ入れられ、鋼鉄へと変換される。炉の温度は１，３００〜１，４００℃で、輻射熱も１００℃を超える。
【０００６】
転炉は、製鉄所の設備のひとつで、鉄や銅などの金属精錬専用の炉で、銑鉄を鋼に転換する炉をいう。高炉で鉄鉱石を還元することによって産出された銑鉄は溶融銑鉄（溶銑）のまま、転炉内で不純物が分離しやすくなるための前処理をした後、転炉がある次の製鋼工場に運ばれる。転炉の役割の一つは、溶銑中にある炭素を取り除く脱炭である。高炉で使われる還元剤はコークス中の炭素および一酸化炭素ガスであるので、還元と同時に浸炭が起こってしまい、高炉で得られる銑鉄は約４％の炭素を含む。銑鉄は硬いが、衝撃を与えると割れやすいため構造材料としては不足しているので、転炉内の銑鉄に空気や酸素を主体とするガスを吹き付けると、銑鉄に含まれる炭素が燃えて失われ溶鋼へと転換される。転炉のもう一つの役割は、銑鉄中に含まれる不純物の除去である。転炉内に吹き付けた酸素は、溶銑中にあるケイ素やリン、マンガンなどと反応して二酸化ケイ素やリン酸イオンを生成する。比重の違いのため、不純物を含んだスラグは溶鋼の上に浮かぶ。このようにして、スラグと溶鋼を分離できる。転炉も１，３００〜１，４００℃に達し、輻射熱も１００℃を超す。
【０００７】
加熱炉は、製品に近い状態にするもので、炉の温度は７００〜８００℃に達する。昔は１０ｍ位まで炉に接近していたが、現在は遠隔で削岩機のような機械を操作して作業しているが、それでも相当な輻射熱にさらされる。
【０００８】
これらの炉前で作業する従業員は、炉からの輻射熱により厳しい作業環境に曝されている。炉前の作業員は、製鐵所の作業員が３，０００人とすると３０〜４０人ほどである。炉前作業者は、厳しい作業環境下での作業となっており、作業員はアルミ蒸着の耐熱服を着て作業をしている。
【特許文献１】特開２００６−２２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述したように、遮熱性塗料が塗装されたヘルメット等の保護帽は、装着中に衝撃等により塗膜が帽体から剥離する可能性がある。このように遮熱性塗料が塗装されて形成された塗膜が帽体から剥離すると、保護帽の遮熱性が低下する場合がある。
【００１０】
また、保護帽に使用されている衝撃吸収ライナは、一般的に、発泡スチロール材や発泡ポリエチレン材等の衝撃吸収性を有する発泡材料で形成されている。そして、衝撃吸収ライナは、帽体の内周面全体に当接するように装着されている。このような保護帽を輻射熱の多い熱職場等で使用すると保護帽の帽体温度が輻射熱により上昇し、衝撃吸収ライナの温度が、帽体からの熱伝達により衝撃吸収ライナを形成する発泡スチロール材（耐熱温度が約８０℃）や発泡ポリエチレン材（耐熱温度が約１００℃）等の発泡材料の耐熱温度を超える場合がある。
【００１１】
発泡スチロール材や発泡ポリエチレン材等の発泡材料は、その耐熱温度を超えて熱曝露されると熱収縮して変形する。そのため、発泡材料で形成された衝撃吸収ライナが熱収縮して変形し、衝撃吸収ライナの衝撃吸収性能が低下する場合がある。その結果、例えば輻射熱の多い製鉄所の炉前作業のような熱職場では、発泡スチロール材や発泡ポリエチレン材等の発泡材料で形成された衝撃吸収ライナを備える保護帽は、ライナが溶けたり、変形、収縮を起こしたりすることがあり使用できない可能性がある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、遮熱性と耐熱性とを更に向上させた保護帽を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る保護帽は、頭の上部を覆う保護帽であって、略半球殻状に形成された保護帽本体と、前記保護帽本体の内側に設けられ、衝撃を吸収する衝撃吸収ライナと、を備え、前記保護帽本体は、強化繊維で熱硬化性樹脂を強化した繊維強化複合材料で形成され、前記繊維強化複合材料は、平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを含み、前記衝撃吸収ライナは、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、略半球殻状に形成されたライナ本体と、前記ライナ本体に設けられ、前記保護帽本体側に突出し、前記保護帽本体の内周面と当接する少なくとも４つの突起部と、を有し、前記熱硬化性樹脂は、ポリエステル樹脂であり、前記強化繊維は、ガラス繊維であることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る保護帽において、前記ポリ乳酸系樹脂発泡成形体は、１５０℃での加熱寸法変化率が５％未満であり、発泡体密度が０．０４ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る保護帽において、前記突起部は、前記ライナ本体の周方向に所定略等間隔で複数設けられ、略円柱状、略角柱状、略円錐状、略角錐状または略半球状に形成されることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る保護帽において、前記保護帽本体と前記突起部との間に、断熱部材が設けられることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る保護帽において、前記突起部と前記断熱部材との間に、前記突起部及び前記断熱部材より大きく形成される放熱部材が設けられ、前記放熱部材の周縁部が、前記保護帽本体と前記ライナ本体との間に突出しており、前記放熱部材は、金属箔で形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成における保護帽によれば、保護帽本体が、遮熱材料を含有する繊維強化複合材料で形成されており、衝撃吸収ライナが、発泡スチロール材や発泡ポリエチレン材より耐熱性を有するポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成されており、更に、保護帽本体と衝撃吸収ライナとの接触面積を低減させて保護帽本体から衝撃吸収ライナへの熱伝達が抑制され、また、突起部を設けることにより、ライナ本体と保護帽本体との間に空間ができ空気が流動できるので、保護帽本体から衝撃吸収ライナへの熱伝達が抑えられ、保護帽本体、突起又は衝撃吸収ライナの温度上昇を抑えられので、衝撃吸収ライナが熱収縮し、変形するのを抑えることができ、保護帽の遮熱性と耐熱性とを更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。まず、保護帽の構成について説明する。図１は、保護帽１０の外観を示す図であり、図２は、保護帽１０の構成を示す断面図である。保護帽１０は、保護帽本体１２と、保護帽本体１２の内側に装着される衝撃吸収ライナ１４と、保護帽本体１２に取り付けられるハンモック、ヘッドバンド、環ひも等の保護帽内装体（図示せず）と、を備えている。
【００２０】
まず、保護帽本体１２の構成について説明する。
【００２１】
保護帽本体１２は、強化繊維で熱硬化性樹脂を強化した繊維強化複合材料（ＦＲＰ）で、略半球殻状に形成される。保護帽本体１２は、例えば、略２ｍｍの肉厚を有している。
【００２２】
強化繊維には、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維等の高強度繊維を用いることが好ましい。強化繊維には、加工性や製造コスト等の点からガラス繊維を用いることがより好ましい。ガラス繊維には、Ｅ−ガラス、Ｓ−ガラス、ＡＲ−ガラス等のガラス繊維を用いることができる。ガラス繊維は、短繊維、長繊維、クロス織物、テープ、チョップ等の形態で用いられる。勿論、強化繊維には、上記強化繊維に限定されることなく、他の繊維を用いてもよい。
【００２３】
繊維強化複合材料を構成する熱硬化性樹脂には、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の合成樹脂を用いることが好ましい。勿論、熱硬化性樹脂は、上記合成樹脂に限定されることなく、他の合成樹脂を用いてもよい。
【００２４】
保護帽本体１２は、遮熱材料が含有された繊維強化複合材料で形成される。遮熱材料には、赤外線領域、特に、近赤外線領域（７００ｎｍから２５００ｎｍ）の反射率が高く、赤外線遮蔽能を有する材料が使用される。赤外線の反射性能をより高めることにより、例えば、炎天下の屋外等での使用時に熱線を反射し保護帽１０の温度上昇を抑えることができる。
【００２５】
遮熱材料には、一般的に白色顔料として使用される酸化チタンよりも大きい平均粒子径を有する酸化チタン（ＴｉＯ２等）が用いられる。白色顔料として使用される酸化チタンには、平均粒子径が０．５μｍより小さく、０．２μｍ程度の可視光反射特性に優れた酸化チタンが使用されるが、白色顔料として使用される酸化チタンよりも大きい平均粒子径を有する酸化チタンを用いることで、近赤外線領域波長の赤外線反射性能をより高めることができる。遮熱材料に用いられる酸化チタンには、ルチル形またはアナターゼ形の結晶構造を有する酸化チタンを用いることができるが、ルチル形の酸化チタンを用いることが好ましい。なお、遮熱材料に用いられる酸化チタンは、保護帽本体１２を白色に着色する場合に使用されることがより好ましい。
【００２６】
遮熱材料に用いられる酸化チタンの平均粒子径は、０．５μｍから３．０μｍが好ましい。遮熱材料に用いられる酸化チタンの平均粒子径が０．５μｍより小さい場合には、十分な赤外線反射特性が得られないからである。また、遮熱材料に用いられる酸化チタンの平均粒子径が３．０μｍより大きい場合には、保護帽本体１２中により均一に分散させることが難しくなるからである。遮熱材料に用いられる酸化チタンの平均粒子径は、１．０μｍから１．５μｍがより好ましく、最も好ましいのは１．０μｍである。
【００２７】
遮熱材料に用いられる酸化チタンの平均粒子径は、例えば、電子顕微鏡等による画像解析で測定することができる。このような画像解析装置には、例えば、株式会社ニレコ製の小型汎用画像解析装置「ＬＵＺＥＸ ＡＰ」等を用いることができる。
【００２８】
遮熱材料には、三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）系材料、四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）系材料、オキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）系材料またはコバルト−アルミニウム複合酸化物（ＣｏＡｌ２Ｏ３）系材料等の無機反射材料を用いてもよい。これらの無機反射材料は、赤外線領域の反射率が高く、赤外線反射特性に優れているので、熱線を反射し保護帽１０の温度上昇を抑えることができる。無機反射材料には、例えば、平均粒子径２μｍ以下の材料が使用される。
【００２９】
三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）系材料は赤褐色を有しており、四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）系材料は黒色を有しており、オキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）系材料は黄褐色を有しており、コバルト−アルミニウム複合酸化物（ＣｏＡｌ２Ｏ３）系材料は青色を有しているので、赤褐色に着色された保護帽本体１２を成形する場合には、三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）系材料を用いることが好ましく、黒色に着色された保護帽本体１２を成形する場合には、四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）系材料を用いることが好ましく、黄褐色に着色された保護帽本体１２を成形する場合には、オキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）系材料を用いることが好ましく、青色に着色された保護帽本体１２を成形する場合には、コバルト−アルミニウム複合酸化物（ＣｏＡｌ２Ｏ３）系材料を用いることが好ましい。
【００３０】
また、遮熱材料には、上述した遮熱材料に用いられる酸化チタンと、上述した無機反射材料とを組み合わせて用いることもできる。酸化チタンは白色のため、上述した無機反射材料と組み合わせて使用されることにより、淡色を作り出すことができる。例えば、灰色に着色された保護帽本体１２を成形する場合には、遮熱材料は、上述した遮熱材料に用いられる酸化チタンと、四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）系材料と、を組み合わせた材料を使用することが好ましい。
【００３１】
上述したように保護帽本体１２は、遮熱材料である平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタン等を含む繊維強化複合材料で形成されているので、遮熱塗料を塗布して形成された塗膜のように保護帽本体から衝撃等により剥離することがない。そのため、より長期間の使用においても保護帽１０の遮熱効果を維持することができるので、保護帽１０の遮熱性をより向上させることができる。また、遮熱塗料により形成される塗膜は、一般的に、薄く形成されているのに対して、保護帽本体１２を遮熱材料を含む繊維強化複合材料で形成することにより遮熱層を保護帽本体の肉厚と略同じとすることができるので、遮熱層を塗膜よりも厚く形成して保護帽１０の遮熱性をより向上させることができる。
【００３２】
次に、衝撃吸収ライナ１４の構成について説明する。
【００３３】
衝撃吸収ライナ１４は、保護帽本体１２の内側に装着され、頭部への衝撃を吸収する機能を有している。衝撃吸収ライナ１４は、例えば、保護帽本体１２と着装体（図示せず）とに挟持または接着等されて取り付けられる。衝撃吸収ライナ１４は、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、着用者の頭部を覆う略半球殻状に形成されたライナ本体１６と、ライナ本体１６に設けられ、保護帽本体１２側に突出し、保護帽本体１２の内周面と当接する少なくとも４つの突起部と、を有している。図３は、衝撃吸収ライナ１４の構成を示す図であり、図３（ａ）は、衝撃吸収ライナ１４の上面図であり、図３（ｂ）は、衝撃吸収ライナ１４の断面図である。
【００３４】
衝撃吸収ライナ１４は、発泡スチロール材や発泡ポリエチレン材より耐熱温度の高いポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成される。ポリ乳酸系樹脂発泡成形体を構成するポリ乳酸系樹脂は、化１の化学式で示されるように、Ｄ−乳酸及びＬ−乳酸をモノマーとして共重合させるか、Ｄ−乳酸又はＬ−乳酸の何れか一方をモノマーとして重合させるか、或いは、Ｄ−ラクチド、Ｌ−ラクチド及びＤＬ−ラクチドからなる群より選ばれた一又は二以上のラクチドを開環重合させることによって得ることができ、何れのポリ乳酸系樹脂であってもよい。
【化１】
【００３５】
ポリ乳酸系樹脂を製造するに際して、モノマーとしてＤ体とＬ体とを併用した場合においてＤ体若しくはＬ体のうちの少ない方の光学異性体の割合が５モル％未満である場合、又は、モノマーとしてＤ体若しくはＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを用いた場合、即ち、上記ポリ乳酸系樹脂が、その構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるか、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有している場合は、得られるポリ乳酸系樹脂は、その結晶性が高くなる一方、モノマーとしてＤ体とＬ体とを併用した場合においてＤ体又はＬ体のうちの少ない方の割合が５モル％以上である時は、少ない方の光学異性体が増加するにしたがって、得られるポリ乳酸系樹脂は、その結晶性が低くなり、やがて非結晶となる。
【００３６】
従って、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体では、耐熱性に優れたものとするために、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるポリ乳酸系樹脂か、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有しているポリ乳酸系樹脂を用いることが好ましい。
【００３７】
構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体を含有するポリ乳酸系樹脂は、Ｄ体又はＬ体のうちの何れか少ない方の光学異性体の割合が少なくなればなる程、ポリ乳酸系樹脂は、その結晶性のみならず融点も上昇する。従って、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の耐熱性も向上し、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体は、高い温度であってもその形態を維持することができる。
【００３８】
ライナ本体１６は、頭部への衝撃を吸収するために、衝撃吸収性を有する発泡材料で略半球殻状に形成される。ライナ本体１６は、上述したポリ乳酸系樹脂発泡成形体で頂部の肉厚が周縁部の肉厚より厚くなるように形成される。ライナ本体１６は、例えば、略半球殻形状にキャビティが形成された金型等を用いてポリ乳酸系樹脂を発泡成形させることにより、略半球殻状のライナ形状に成形される。
【００３９】
突起部は、ライナ本体１６の保護帽本体１２側に突出して少なくとも４つ形成され、保護帽本体１２の内周面と当接するように設けられる。ライナ本体１６の保護帽本体１２側に突出させて、例えば、突起部２０ａ〜２０ｋを設けることにより、衝撃吸収ライナ１４と、保護帽本体１２の内周面と、が略全面接触している従来の保護帽と比較して、衝撃吸収ライナ１４と、保護帽本体１２の内周面と、の接触面積をより低減することができる。保護帽本体１２からライナ本体１６への熱伝達は突起部２０ａ〜２０ｋを経由して行われるため、保護帽本体１２の温度が上昇した場合でも保護帽本体１２からライナ本体１６への熱伝達が抑制されライナ本体１６の温度上昇が抑えられる。
【００４０】
また、突起部２０ａ〜２０ｋを設けることにより、ライナ本体１６と保護帽本体１２との間に空間ができ空気が流動できるので、保護帽本体１２から衝撃吸収ライナ１４への熱伝達が抑えられ、また、保護帽体１２、突起部２０ａ〜２０ｋ又は衝撃吸収ライナ１４の温度上昇を抑えられるので、衝撃吸収ライナ１４が熱収縮し、変形するのを抑えることができる。
【００４１】
また、保護帽本体１２の温度が上昇した場合には、まず、ライナ本体１６に設けられた突起部２０ａ〜２０ｋが温度上昇により熱収縮して変形するため、ライナ本体１６の熱収縮による変形が抑制される。
【００４２】
突起部は、ライナ本体１６の保護帽本体１２側に複数に設けられることが好ましい。保護帽本体１２からの熱伝達により突起部２０ａ〜２０ｋの１つが熱収縮により変形した場合でも、他の突起部によりライナ本体１６と、保護帽本体１２の内周面と、の接触面積の増加を抑えられるので、保護帽本体１２からの熱伝達によるライナ本体１６の温度上昇を抑えることができる。
【００４３】
突起部は、略半球殻状のライナ本体１６の周方向に所定間隔で設けられることが好ましい。図３（ａ）に示すように、突起部２０ｂ〜２０ｅと、突起部２０ｆ〜２０ｋとは、ライナ本体１６の略同一円周上に所定間隔で設けられる。このように、突起部２０ｂ〜２０ｅと、突起部２０ｆ〜２０ｋとをライナ本体１６の周方向に所定間隔で設けることにより、保護帽本体１２からライナ本体１６に流入する熱をより分散させてライナ本体１６の温度上昇を抑えることができる。
【００４４】
また、突起部２０ｂ〜２０ｅと、突起部２０ｆ〜２０ｋとを略半球殻状のライナ本体１６の周方向に所定間隔で設けることにより、一側方向から保護帽本体１２が輻射熱等で加熱されて、一側方向側に配置された突起部が熱収縮して変形した場合でも、例えば、一側方向に対して反対側に配置された他の突起部により、ライナ本体１６と、保護帽本体１２の内周面と、の接触面積の増加を防止できる。例えば、突起部２０ｂが保護帽本体１２からの熱伝達により熱収縮して変形した場合でも、他の突起部２０ｃ、２０ｄ、２０ｅにより、ライナ本体１６と、保護帽本体１２の内周面と、の接触面積の増加を防止できる。なお、突起部２０ｂ〜２０ｅと、突起部２０ｆ〜２０ｋとは、略半球殻状のライナ本体１６の周方向に略等間隔で設けられることがより好ましい。
【００４５】
保護帽本体１２の頂部上方から輻射熱等で加熱される環境で使用される保護帽１０の場合には、突起部は、ライナ本体１６の周縁部に設けられることが好ましい。図３（ａ）では、突起部２０ｆ〜２０ｋがライナ本体１６の周縁部に設けられている。保護帽本体１２の頂部上方から加熱される環境で使用される保護帽１０の場合には、保護帽本体１２の頂部よりも保護帽本体１２の周縁部の方が保護帽本体１２の温度が低くなる。そのため、ライナ本体１６の周縁部に突起部２０ｆ〜２０ｋを設けることにより、保護帽本体１２の頂部に突起部を設けるよりも保護帽本体１２からの熱伝達による突起部２０ｆ〜２０ｋの熱収縮等による変形を防止できる。
【００４６】
また、保護帽本体１２の側方または周縁部が輻射熱等で加熱される環境で使用される保護帽１０の場合には、突起部は、ライナ本体１６の頂部に設けられることが好ましい。図３（ａ）では、突起部２０ａが、ライナ本体１６の頂部に設けられている。保護帽本体１２の側方または周縁部が加熱される環境で使用される保護帽１０の場合には、保護帽本体１２の側方または周縁部よりも、保護帽本体１２の頂部の方が保護帽本体１２の温度が低くなる。そのため、ライナ本体１６の頂部に突起部２０ａを設けることにより、保護帽本体１２の周縁部に突起部を設けるよりも保護帽本体１２からの熱伝達による突起部２０ａの熱収縮等による変形を防止できる。
【００４７】
したがって、図３に示すように、突起部２０ａ〜２０ｋをライナ本体１６の周方向と経線方向にバランス良く配置することがより好ましい。これにより、保護帽本体１２の何れの領域が加熱された場合でも、ライナ本体１６の熱収縮を防止することができる。なお、図３に示す衝撃吸収ライナ１４では、ライナ本体１６の頂部に１個の突起部２０ａが配置され、ライナ本体１６の周縁部に４個の突起部２０ｆ〜２０ｋが配置され、ライナ本体１６の頂部と周縁部との間に４個の突起部２０ｂ〜２０ｅが配置され、合計で９個の突起部２０ａ〜２０ｋが設けられているが、ライナ本体１６に設けられる突起部は、少なくとも４つ形成されていればよく、９個に限定されることはない。また、図３に示す衝撃吸収ライナ１４では、突起部２０ａと、突起部２０ｂと、突起部２０ｄと、突起部２０ｆと、突起部２０ｈとは、略同一経線上に配置されているが、略同一経線上の配置に限定されることはない。また、突起部２０ａと、突起部２０ｃと、突起部２０ｅと、突起部２０ｇと、突起部２０ｋとについても同様に、略同一経線上の配置に限定されることはない。
【００４８】
突起部２０ａ〜２０ｋは、例えば、略円柱状に形成される。勿論、突起部２０ａ〜２０ｋの形状は、略円柱状に限定されることなく、略円錐状、角柱状、角錐状、半球状等でもよい。突起部２０ａ〜２０ｋの頂面は、保護帽本体１２の内周面よりも大きい表面粗さで形成されることが好ましい。保護帽本体１２の内周面と当接する突起部２０ａ〜２０ｋの頂面を保護帽本体１２の内周面よりも粗く形成することにより、保護帽本体１２の内周面と突起部２０ａ〜２０ｋとの接触面積を更に低減できるので、保護帽本体１２からライナ本体１６への熱伝達を更に抑えることができる。
【００４９】
次に、ライナ本体１６に４つの突起部を設けた衝撃吸収ライナ２２について説明する。図４は、衝撃吸収ライナ２２の構成を示す図であり、図４（ａ）は、衝撃吸収ライナ２２の上面図であり、図４（ｂ）は、衝撃吸収ライナ２２の断面図である。４つの突起部２４ａ〜２４ｄの配置場所は、突起部２４ａ〜２４ｄによって衝撃吸収ライナ２２が保護帽本体１２に上下左右当接され、ずれないよう固定される必要があることから、外周面に3つ、頭頂部に１つ設ける。具体的には、輻射熱を受けやすい保護帽本体１２の前面付近に近いライナ部に設けると熱が伝わりやすくなり、突起部が熱収縮しやすくなる。そのため、ライナ本体１６の上面から見て、ライナ下端部の後方に１個の突起部２４ａ、その突起部２４ａから左右の１２０度の位置に各１個の突起部２４ｂ、２４ｃの計３個を外周面に設け、頭頂部に１つの突起部２４ｄを設ける。この構成によれば、ライナ本体１６は、作業時の振動により、上下左右に揺れることは無く、ライナ本体１６がずれることはないため、衝撃吸収性を損なうことは無い。また保護帽本体１２の輻射熱を多く受ける部分である前方部付近のライナ本体１６に突起部を設けないため、突起部の熱収縮を抑えられ、またライナ本体１６の熱収縮も抑えられる。
【００５０】
また、衝撃吸収ライナ２２は、ライナ本体１６に５つの突起部を有することが好ましい。突起部の配置場所としては、図４に示すように、ライナ本体１６の上面から見て、ライナ下端部の後方に１個の突起部２４ａ、その突起部２４ａから左右の１２０度の位置に各１個の突起部２４ｂ、２４ｃの計３個を外周面に設け、頭頂部に１つの突起部２４ｄを設ける。残りの１つについては任意の場所に設ける。５つの突起部が上記のように配置されることにより、ライナ本体１６が上下左右にずれない。また、突起部の1つが熱収縮で変形したとしても、残りの４つの突起部により、ライナ本体１６と保護帽本体１２の接触する面積の増加を防止することができ、ライナ本体１６の熱収縮を抑えられる。
【００５１】
再び、図３に戻り、突起部２０ａ〜２０ｋの外径は、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。突起部２０ａ〜２０ｋの外径が１０ｍｍ以上であるのは、突起部２０ａ〜２０ｋの外径が１０ｍｍより小さいと突起部２０ａ〜２０ｋの強度が低くなり、通常動作時の振動により突起部が変形するおそれがあるためである。また、突起部２０ａ〜２０ｋの外径が２０ｍｍ以下であるのは、突起部２０ａ〜２０ｋの外径が２０ｍｍより大きいとライナ本体１６と保護帽本体１２との間の空間が狭くなり通気性が低下し、熱がライナ本体１６と保護帽本体１２との間に熱が滞留することにより、ライナ本体１６が温度上昇しやすくなるからである。
【００５２】
突起部２０ａ〜２０ｋの断面積の合計は、所定面積範囲内とすることが好ましい。突起部２０ａ〜２０ｋの断面積の合計がより小さい場合には、突起部２０ａ〜２０ｋの強度が低くなるので、突起部２０ａ〜２０ｋが通常の動作時による振動により変形する場合があるからである。また、突起部２０ａ〜２０ｋの断面積の合計がより大きい場合には、ライナ本体１６と保護帽本体１２との間の空間が狭くなり通気性が低下し、熱がライナ本体１６と保護帽本体１２との間に熱が滞留することにより、ライナ本体１６が温度上昇しやすくなるからである。
【００５３】
突起部２０ａ〜２０ｋの高さは、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。突起部２０ａ〜２０ｋの高さが２ｍｍ以上であるのは、突起部２０ａ〜２０ｋの高さが２ｍｍより小さいと突起部２０ａ〜２０ｋが熱収縮により少し変形した場合でも、ライナ本体１６と保護帽本体１２の内周面との接触面積が増加してしまい、保護帽本体１２からライナ本体１６への熱流量が増加し、ライナ本体１６が熱収縮し、変形する場合があるからである。また、突起部２０ａ〜２０ｋの高さが１０ｍｍ以下であるのは、突起部２０ａ〜２０ｋは、１０ｍｍの高さを有していれば十分であり、突起部２０ａ〜２０ｋの高さをそれ以上高くした場合には、ライナ本体１６と保護帽本体１２とのバランスのため、保護帽本体１２を大きくしなければならず、その結果保護帽１０の重量が増加するため、作業者の作業効率が低下するからである。
【００５４】
突起部２０ａ〜２０ｋは、ライナ本体１６と一体としてポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成されることが好ましい。このように突起部２０ａ〜２０ｋをライナ本体１６と一体として形成することにより、衝撃吸収ライナ１４の製造コストを低減することができる。勿論、他の条件次第では、突起部２０ａ〜２０ｋは、ライナ本体１６と別体として形成され、接着剤等で接着してライナ本体１６に取り付けられてもよい。また、突起部２０ａ〜２０ｋをライナ本体１６と別体として形成する場合には、ライナ本体１６と異なる材料で形成してもよい。例えば、突起部２０ａ〜２０ｋを、ライナ本体１６を形成するポリ乳酸系樹脂発泡成形体よりも高い耐熱性を有する材料で形成することができる。
【００５５】
このように、衝撃吸収ライナは、略半球殻状に形成されたライナ本体と、ライナ本体に設けられ、保護帽本体側に突出し、保護帽本体と当接する少なくとも４つの突起部と、を有しているので、保護帽本体と衝撃吸収ライナとの接触面積を低減することができる。それにより、保護帽本体から衝撃吸収ライナへの熱伝達が抑えられるので、衝撃吸収ライナの温度上昇を抑制して衝撃吸収性能を保持できる。突起部は、略半球殻状のライナ本体の周方向に所定間隔で複数配置されるので、保護帽本体からライナ本体に流入する熱を分散させて衝撃吸収ライナの温度上昇を抑えることができる。また、突起部を設けることにより、ライナ本体と保護帽本体との間に空間ができ、ライナ本体と保護帽本体との間を空気が流動することにより、ライナ本体の温度上昇が抑えられる。また、すくなくとも５つの突起部を有する構成であれば、一側方向から保護帽本体が加熱されて一側方向側に配置された突起部が熱収縮により変形した場合でも、他の突起部によりライナ本体と保護帽本体の内周面との接触面積の増加を防止することができるので、衝撃吸収ライナの温度上昇を抑制して衝撃吸収性能を保持できる。
【００５６】
突起部２０ａ〜２０ｋと保護帽本体１２との間には、保護帽本体１２からの熱伝達を抑える断熱部材３０が設けられることが好ましい。図５は、衝撃吸収ライナ１４の突起部２３と、保護帽本体１２の内周面と、の間に断熱部材３０を設けた構成を示す断面図である。突起部２０ｄと保護帽本体１２との間に断熱部材３０を設けることにより、保護帽本体１２からの熱伝達が断熱部材３０で抑制される。そのため、保護帽本体１２から突起部２０ｄへの熱の流入が抑えられるので、ライナ本体１６の温度上昇が抑制される。なお、図５は、代表的に突起部２０ｄについて示したものであり、他の突起部２０ａ〜２０ｃ、２０ｅ〜２０ｋについても保護帽本体１２の内周面との間に断熱部材３０を設けることが好ましい。
【００５７】
断熱部材３０には、ポリエスエル繊維等の合成樹脂繊維で形成された織物や不織布、ガラス繊維で形成されたグラスウールを用いることが好ましい。これらの繊維材料は、所定形状に容易に成形加工することができるからである。勿論、断熱部材３０には、合成樹脂繊維で形成された織物やグラスウール等に限定されることなく、熱伝導性の低い無機材料で形成されたセラミックスシート等を用いてもよい。
【００５８】
断熱部材３０は、例えば、シート状に形成され、突起部２０ａ〜２０ｋの頂面と略同じ大きさかまたは若干大きくなるように形成されることが好ましい。断熱部材３０は、例えば、突起部２０ａ〜２０ｋ及び保護帽本体１２の内周面と、例えば接着剤等で接着されて取り付けられる。接着剤には、保護帽本体１２の温度より高い耐熱性を有する高温タイプの接着剤が用いられる。勿論、接着剤等を用いないで、保護帽本体１２の内周面と突起部２０ａ〜２０ｋとで断熱部材３０を挟持して保持するようにしてもよい。
【００５９】
このように、衝撃吸収ライナの突起部と、保護帽本体と、の間に断熱部材が設けられることにより、保護帽本体から突起部を経由してライナ本体へ流入する熱を抑えることができるので、衝撃吸収ライナの温度上昇を抑制できる。
【００６０】
突起部２０ａ〜２０ｋと断熱部材３０との間には、放熱部材４０が設けられることが好ましい。図６は、衝撃吸収ライナ１４の突起部２０ｄと、断熱部材３０と、の間に放熱部材４０を設けた構成を示す断面図である。突起部２０ｄと断熱部材３０との間に放熱部材４０を設けることにより、保護帽本体１２から断熱部材３０を経由して流入した熱が放熱部材４０で放熱されて突起部２３への熱伝達が抑えられる。このように、保護帽本体１２から突起部２３への熱の流入が抑えられるので、ライナ本体１６の温度上昇が抑制される。
【００６１】
放熱部材４０は、突起部２３の頂面と断熱部材３０とより大きく形成され、放熱部材４０の周縁部を突起部２０ｄの頂面と断熱部材３０とより突出させて設けられる。放熱部材４０の周縁部を保護帽本体１２とライナ本体１６との間に形成される空間３４へ突出させることにより、断熱部材３０から流入した熱を保護帽本体１２とライナ本体１６との間に形成される空間３４へ放熱して突起部２０ｄへの熱伝達が抑えられる。このように、保護帽本体１２から突起部２３への熱の流入が抑えられるので、ライナ本体１６の温度上昇が抑制される。なお、図６は代表的に突起部２０ｄについて示したものであり、他の突起部２０ａ〜２０ｃ、２０ｅ〜２０ｆについても断熱部材３０との間に放熱部材４０を設けることが好ましい。
【００６２】
放熱部材４０には、金属シートを用いることが好ましい。金属材料は、熱伝導特性に優れているので断熱部材３０から流入した熱を効率的に放熱することができる。また、金属シートには、アルミニウムシート、アルミニウム合金シート、銅シート、または銅合金シートを用いることが好ましい。アルミニウムや銅は、他の金属材料よりも熱伝導性に優れているため、放熱部材４０の放熱特性が更に向上するからである。なお、金属シートには、軽量化の点からアルミ箔や銅箔等の金属箔を用いることが好ましい。
【００６３】
放熱部材４０は、突起部２０ａ〜２０ｋ及び断熱部材３０と、例えば接着剤等で接着されて取り付けられる。接着剤には、保護帽本体１２の温度より高い耐熱性を有する高温タイプの接着剤が用いられる。勿論、接着剤等を用いないで、突起部２０ａ〜２０ｋと断熱部材３０とで放熱部材４０を挟持して保持するようにしてもよい。
【００６４】
このように、衝撃吸収ライナの突起部と、断熱部材と、の間に、周縁部を保護帽本体とライナ本体との間に突出させた金属箔等の放熱部材を設けることにより、保護帽本体と断熱部材とを経由して流入した熱を放熱部材で放熱させてライナ本体へ流入する熱を抑えることができるので、衝撃吸収ライナの温度上昇を抑制できる。
【００６５】
次に、保護帽１０の製造方法について説明する。
【００６６】
保護帽１０の製造方法は、略半球殻状の保護帽本体１２を形成する保護帽本体形成工程と、保護帽本体１２の内側に設けられ、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、略半球殻状に形成されたライナ本体１６と、ライナ本体１６に設けられ、保護帽本体１２側に突出し、保護帽本体１２の内周面と当接する少なくとも４つの突起部と、を有する衝撃を吸収する衝撃吸収ライナ１４を形成する衝撃吸収ライナ形成工程と、を備えている。
【００６７】
まず、保護帽本体１２を形成する保護帽本体形成工程について説明する。
【００６８】
図７は、保護帽本体１２の形成方法を示す図である。保護帽本体１２の形成方法は、強化繊維で略半球殻状の繊維プリフォーム４０を形成する繊維プリフォーム形成工程と、繊維プリフォーム４０に熱硬化性樹脂と硬化剤とを含む樹脂組成物４４を塗布または含浸する樹脂組成物含浸工程と、繊維プリフォーム４０に塗布または含浸された樹脂組成物４４を加熱硬化する樹脂硬化工程と、を備えている。
【００６９】
繊維プリフォーム形成工程は、図７（ａ）に示すように、強化繊維で、略半球殻状に繊維プリフォーム４０を形成する工程である。強化繊維には、上述したガラス繊維等が用いられる。ガラスロービング等のガラス繊維をカッタ等で所定の繊維長に切断しガラス短繊維とした後、ガラス短繊維を用いて略半球殻状の芯材を形成する。
【００７０】
次に、ガラス短繊維で形成した略半球殻状の芯材にバインダをスプレーガン等でスプレーし、ガラス短繊維間を固着させて繊維プリフォーム４０が形成される。繊維プリフォーム４０の重量は、保護帽本体１２の重量の略３０％が好ましいが、特に、限定されることはない。
【００７１】
樹脂組成物含浸工程は、繊維プリフォーム４０に、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、を含む樹脂組成物４４を塗布または含浸する工程である。まず、繊維プリフォーム４０に塗布または含浸される樹脂組成物４４について説明する。
【００７２】
樹脂組成物４４は、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、遮熱材料と、を含んで構成される。熱硬化性樹脂は、保護帽本体１２を形成する繊維強化複合材料のマトリックス樹脂となる液状の合成樹脂であり、上述した不飽和ポリエステル樹脂等が用いられる。不飽和ポリエステル樹脂には、一般的な、ジャパンコンポジット株式会社製の商品名ポリホープ、昭和高分子株式会社製の商品名リゴラック、日本ユピカ株式会社の商品名ユピカ、ディーエイチマテリアル株式会社の商品名サンドーマ等を使用することができる。
【００７３】
硬化剤は、熱硬化性樹脂を硬化させる材料であり、例えば、不飽和ポリエステル樹脂の場合には、有機過酸化物等が用いられる。不飽和ポリエステル樹脂用の硬化剤には、一般的な、化薬アクゾ株式会社の商品名カヤメック、日本油脂株式会社の商品名パーキュアー等を使用することができる。硬化剤は、例えば、熱硬化性樹脂１００重量部に対して１重量部以上２重量部以下の割合で添加されることが好ましい。
【００７４】
遮熱材料には、上述した平均粒子径０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタン等が用いられる。ここで、樹脂組成物４４は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して遮熱材料を５．４重量部より多く４５．０重量部より少ない割合で含有することが好ましい。熱硬化性樹脂１００重量部に対して遮熱材料の割合が５．４重量部以下の場合には、十分な赤外線反射特性が得られないからである。また、熱硬化性樹脂１００重量部に対して遮熱材料の割合が４５．０重量部以上の場合には、樹脂組成物４４の粘度が高くなることにより成形性が悪くなり、保護帽本体１２の機械的強度が低下するからである。
【００７５】
樹脂組成物４４は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して遮熱材料を１１．３重量部以上２５．８重量部以下の割合で含有させることがより好ましい。熱硬化性樹脂１００重量部に対して遮熱材料の割合が１１．３重量部以上２５．８重量部以下の範囲では、保護帽本体１２の赤外線反射特性と機械的強度とを満足させることができるからである。なお、樹脂組成物４４は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して遮熱材料を１１．３重量部の割合で含有させることが最も好ましい。
【００７６】
樹脂組成物４４には、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、遮熱材料とに加えて、内部離型剤と、顔料と、充填剤等とを添加してもよい。
【００７７】
ここで、遮熱材料に平均粒子径０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを用いる場合においても、酸化チタン等の白色顔料を用いることが好ましい。白色顔料に使用される酸化チタンは、その平均粒子径が遮熱材料に用いられる酸化チタンの平均粒子径より小さいので、白色顔料に使用される酸化チタンの可視光領域反射特性は、遮熱材料に用いられる平均粒子径の大きい酸化チタンより高くなる。そのため、酸化チタン等の白色顔料を合わせて用いることにより、保護帽本体１２の着色効果をより向上させることができる。
【００７８】
樹脂組成物４４は、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、遮熱材料と、内部離型剤と、顔料等と、をミキサ等でより均一となるように攪拌混合して、例えば、ペースト状に調製される。そして、繊維プリフォーム４０は、図７（ｂ）に示すように金型の下型４２にセットされた後、図７（ｃ）に示すように樹脂組成物４４が塗布または含浸される。なお、樹脂組成物４４の塗布または含浸には、一般的な合成樹脂液の塗布方法または含浸方法を用いることができる。
【００７９】
樹脂硬化工程は、繊維プリフォーム４０に塗布または含浸された樹脂組成物４４を加熱硬化する工程である。図７（ｄ）に示すように、樹脂組成物４４が塗布または含浸された繊維プリフォーム４６に上型４８がセットされて加熱されることにより、繊維プリフォーム４０に塗布または含浸された樹脂組成物４４が加熱されて樹脂硬化する。
【００８０】
加熱温度は、熱硬化性樹脂や硬化剤等の種類に基づいて所定温度に定められる。また、樹脂組成物４４が塗布または含浸された繊維プリフォーム４６の加熱時には所定圧力で加圧することが好ましい。繊維プリフォーム４０に塗布または含浸された樹脂組成物４４の加熱硬化処理には、例えば、熱プレス装置等が使用される。
【００８１】
そして、図７（ｅ）に示すように加熱硬化後に金型の上型４８と下型４２とが外されて保護帽予備本体５０が取り出された後、保護帽予備本体５０のバリ等が除去されて保護帽本体１２の形成が完了する。
【００８２】
次に、保護帽本体について、遮熱性能試験と、衝撃吸収性試験と、耐貫通試験とを行い、保護帽本体の遮熱特性と機械的特性について評価した。まず、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４における保護帽本体の形成方法について説明する。
【００８３】
繊維プリフォーム４０には、ガラスロービングからカッタで所定長さに切断したガラス短繊維を用いて略半球殻状に形成されたガラス繊維プリフォームを用いた。ガラス繊維プリフォームの重量は、保護帽本体の重量の３０％とした。保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４には、いずれも同じ条件で形成されたガラス繊維プリフォームを使用した。
【００８４】
次に、ガラス繊維プリフォームに含浸する樹脂組成物４４を作製した。樹脂組成物４４は、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、遮熱材料と、内部離型剤と、顔料と、をミキサで攪拌混合してペースト状に調製された。図８は、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４に使用した樹脂組成物の組成を示す図である。保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４に使用した樹脂組成物を構成する熱硬化性樹脂と、硬化剤と、遮熱材料と、内部離型剤と、顔料とは、いずれも同じ材料を使用した。
【００８５】
熱硬化性樹脂には、不飽和ポリエステル樹脂を用いた。不飽和ポリエステル樹脂には、保護帽の製造で使用される上述した一般的な市販品を使用した。また、硬化剤には、不飽和ポリエステル樹脂用の硬化剤に用いられる上述した一般的な市販品を使用した。
【００８６】
遮熱材料には、平均粒子径１．０μｍの酸化チタンを用いた。平均粒子径１．０μｍの酸化チタンには、テイカ株式会社製の酸化チタンＪＲ−１０００を使用した。使用した酸化チタンの結晶構造はルチル形であり、屈折率は２．７２であり、比重は４．２である。なお、平均粒子径は、株式会社ニレコ製の小型汎用画像解析装置「ＬＵＺＥＸ ＡＰ」により重量基準水平方向等分径を測定した値である。
【００８７】
なお、内部離型剤と顔料とには、保護帽の製造で使用される一般的な市販品を使用した。
【００８８】
保護帽本体実施例１に使用した樹脂組成物には、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部と、酸化チタン５．４重量部と、硬化剤１〜２重量部と、所定量の内部離型剤と、所定量の顔料と、を攪拌混合したものを用いた。
【００８９】
保護帽本体実施例２に使用した樹脂組成物には、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部と、酸化チタン１１．３重量部と、硬化剤１〜２重量部と、所定量の内部離型剤と、所定量の顔料と、を攪拌混合したものを用いた。
【００９０】
保護帽本体実施例３に使用した樹脂組成物には、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部と、酸化チタン２５．８重量部と、硬化剤１〜２重量部と、所定量の内部離型剤と、所定量の顔料と、を攪拌混合したものを用いた。
【００９１】
保護帽本体実施例４に使用した樹脂組成物には、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部と、酸化チタン４５．０重量部と、硬化剤１〜２重量部と、所定量の内部離型剤と、所定量の顔料と、を攪拌混合したものを用いた。
【００９２】
そして、ガラス繊維プリフォームを金型の下型４２に配置した後、上述した樹脂組成物をガラス繊維プリフォームに含浸した。
【００９３】
次に、樹脂組成物が含浸されたガラス繊維プリフォームを金型の上型４８と下型４２とで挟んで熱プレス機により熱プレスした。保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４では、いずれも同じ加熱加圧条件で樹脂硬化した。なお、加熱加圧条件には、一般的な不飽和ポリエステル樹脂の硬化条件を用いた。加熱硬化後、金型の上型４８と下型４２とを外して、樹脂硬化した保護帽本体を取り出した。そして、保護帽本体に保護帽装着品等を取り付けて保護帽とした。
【００９４】
次に、保護帽本体比較例１の形成方法について説明する。
【００９５】
保護帽本体比較例１に使用した繊維プリフォームには、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４と同様方法で形成したガラス繊維プリフォームを使用した。
【００９６】
保護帽本体比較例１に使用した樹脂組成物は、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部と、硬化剤１〜２重量部と、所定量の内部離型剤と、所定量の顔料と、を攪拌混合してペースト状に調製したものを用いた。したがって、比較例１で用いた樹脂組成物には、酸化チタンＪＲ−１０００は含有されていない。なお、不飽和ポリエステル樹脂と、硬化剤と、内部離型剤と、顔料とには、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４に使用した材料と同一の材料を使用した。
【００９７】
樹脂組成物をガラス繊維プリフォームに含浸し、ガラス繊維プリフォームに含浸された樹脂組成物を加熱硬化した。加熱硬化条件は、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４で用いた加熱硬化条件と同様な条件とした。その後、遮熱性顔料を含むポリウレタン樹脂系の遮熱塗料を塗装し、保護帽装着品等を取り付けて保護帽とした。
【００９８】
次に、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４、保護帽本体比較例１を各々用いた保護帽について遮熱性評価試験を実施した。
【００９９】
まず、遮熱性評価試験の試験方法について説明する。図９は、遮熱性評価試験方法を示す図である。遮熱性評価試験は、合成樹脂シート等で断熱性に優れた箱状容器（図示せず）を作製し、箱状容器内の鉛直方向下側に保護帽を装着した発泡人頭模型を配置し、保護帽の鉛直上方上側にハロゲンランプを配置して、ハロゲンランプで保護帽を照射することにより行われた。箱状容器（図示せず）のサイズを、高さ７５０ｍｍ、幅４５０ｍｍ、奥行き３００ｍｍとした。ハロゲンランプには、５００Ｗランプ（発売元：株式会社高儀、品名：ＥＭ防雨タイプ作業用ハロゲン投光器ＷＬＧ−５００）を使用し、１００Ｖの交流安定化電源を使用した。ハロゲンランプから保護帽の頂上までの距離を３００ｍｍとした。
【０１００】
次に、測温箇所に熱電対等の温度センサを設けて、ハロゲンランプを照射した後、２０分間の温度測定を実施した。図１０は、温度測定を行った測温箇所を示す図である。温度測定は、発泡人頭模型が装着される側である保護帽内表面と、発泡人頭模型の頭頂部と、発泡人頭模型が装着される側と反対側の保護帽外表面とについて行われた。なお、試験は室温２５℃、湿度６０％で行っているので、ハロゲンランプ照射前の温度は、いずれも２５℃である。
【０１０１】
図１１は、遮熱性試験結果を示す図である。図１１に示される保護帽外表面温度と、保護帽内表面温度と、人頭頭頂部温度とは、ハロゲンランプの照射開始から２０分間経過後の測定温度である。
【０１０２】
保護帽本体実施例１を用いた保護帽では、保護帽外表面温度６６．３℃、保護帽内表面温度６３．５℃、人頭頭頂部温度４７．２℃であり、保護帽本体実施例２を用いた保護帽では、保護帽外表面温度６２．６℃、保護帽内表面温度５９．９℃、人頭頭頂部温度４４．７℃であり、保護帽本体実施例３を用いた保護帽では、保護帽外表面温度６１．０℃、保護帽内表面温度５８．８℃、人頭頭頂部温度４４．４℃であり、保護帽本体実施例４を用いた保護帽では、保護帽外表面温度６１．３℃、保護帽内表面温度５８．９℃、人頭頭頂部温度４３．４℃であった。
【０１０３】
これに対して、保護帽本体比較例１を用いた保護帽では、保護帽外表面温度６４．３℃、保護帽内表面温度６２．８℃、人頭頭頂部温度４８．３℃であった。
【０１０４】
保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４を用いた保護帽では、２０分経過後の人頭頭頂部温度が保護帽本体比較例１の保護帽よりも低く、遮熱特性の向上が認められた。また、保護帽本体実施例２から保護帽本体実施例４を用いた保護帽では、２０分経過後の人頭頭頂部温度が４３．４℃から４４．７℃と低く、保護帽本体比較例１を用いた保護帽に対して３．６℃から４．９℃の温度低下が認められ、他の保護帽より更に遮熱特性が向上した。
【０１０５】
次に、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４を用いた保護帽について衝撃吸収性試験を実施した。
【０１０６】
まず、衝撃吸収性試験の試験方法について説明する。図１２は、衝撃吸収性試験方法を示す図である。保護帽の衝撃吸収性試験は、労働安全衛生法規格検定による性能試験の衝撃吸収性Ｉ試験に準拠して行った。所定の曝露条件に保護帽を曝露した後、曝露後の保護帽を人頭模型に装着し、５ｋｇの半球形ストライカを保護帽の鉛直上方１ｍの高さから保護帽の頂部に落下させることにより、人頭模型にかかる最大衝撃荷重を測定することにより行われた。
【０１０７】
保護帽の曝露条件は、低温曝露（−１０℃）と、高温曝露（５０℃）と、水中浸漬曝露（２１℃）と、の３条件について行い、人頭模型にかかる最大衝撃荷重が４．９ｋＮ以下を合格とした。半球形ストライカには、ＪＩＳ Ｇ３１０１（一般構造用圧延鋼材）に規定されるＳＳ４０の規格に適合する鋼材を用い、かつ、半径４８ｍｍの半球形衝撃面を有するストライカを使用した。なお、衝撃吸収性試験では、低温曝露（−１０℃）と、高温曝露（５０℃）と、水中浸漬曝露（２１℃）の曝露条件で曝露した後、１分間以内に半球形ストライカを保護帽に落下させて試験終了するようにした。
【０１０８】
図１３は、衝撃吸収性試験結果を示す図である。保護帽本体実施例１を用いた保護帽では、低温曝露（−１０℃）では２．４ｋＮ、高温曝露（５０℃）では２．２ｋＮ、水中浸漬曝露（２１℃）では２．５ｋＮであり、保護帽本体実施例２を用いた保護帽では、低温曝露（−１０℃）では２．６ｋＮ、高温曝露（５０℃）では２．２ｋＮ、水中浸漬曝露（２１℃）では２．３ｋＮであり、保護帽本体実施例３を用いた保護帽では、低温曝露（−１０℃）では２．４ｋＮ、高温曝露（５０℃）では２．２ｋＮ、水中浸漬曝露（２１℃）では２．４ｋＮであり、保護帽本体実施例４を用いた保護帽では、低温曝露（−１０℃）では２．５ｋＮ、高温曝露（５０℃）では２．１ｋＮ、水中浸漬曝露（２１℃）では２．６ｋＮであった。
【０１０９】
このように衝撃吸収性試験の試験結果は、いずれの保護帽においても、低温曝露（−１０℃）の最大衝撃荷重が２．４ｋＮ〜２．６ｋＮであり、高温曝露（５０℃）の最大衝撃荷重が２．１ｋＮ〜２．２ｋＮであり、水中浸漬曝露（２１℃）の最大衝撃荷重が２．３ｋＮ〜２．６ｋＮであった。この試験結果から、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４を用いた保護帽は、いずれも最大衝撃荷重が４．９ｋＮ以下を満足した。
【０１１０】
次に、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４を用いた保護帽について耐貫通性試験を実施した。
【０１１１】
まず、耐貫通試験の試験方法について説明する。図１４は、耐貫通試験方法を示す図である。保護帽の耐貫通試験は、労働安全衛生法規格検定による性能試験の耐貫通性試験（貫通Ｉ試験）に準拠して行った。耐貫通試験は、室温で、人頭模型に装着した保護帽に対して、先端６０度の角度を有する円錐形で３ｋｇの円錐形ストライカを、保護帽の鉛直上方１ｍの高さから、保護帽の頂部を中心とする直径１０ｃｍの円周内に自由落下させて行われた。そして、円錐形ストライカの落下後、円錐形ストライカの先端から人頭模型までの距離（余裕量）を測定した。余裕量は、保護帽の頂部を中心とする直径１０ｃｍの円周内の４箇所に円錐形ストライカを自由落下させて、それらの平均値を求めた。なお、円錐形ストライカの先端が人頭模型に接触しない保護帽をより好ましい保護帽とした。
【０１１２】
図１５は、耐貫通試験結果を示す図である。保護帽本体実施例１を用いた保護帽の余裕量は１０ｍｍであり、保護帽本体実施例２を用いた保護帽の余裕量は８ｍｍであり、保護帽本体実施例３を用いた保護帽の余裕量は４ｍｍであり、保護帽本体実施例４を用いた保護帽の余裕量は０ｍｍであった。この結果から不飽和ポリエステル樹脂に対する酸化チタンＪＲ−１０００の割合が高くなるほど保護帽の耐貫通性が低下し、酸化チタンが４５．０重量部含まれる保護帽本体実施例４を用いた保護帽では余裕量が０ｍｍであることがわかった。
【０１１３】
このように上述した保護帽本体の形成方法によれば、強化繊維で、略半球殻状の繊維プリフォームを形成する繊維プリフォーム形成工程と、繊維プリフォームに、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、を含む樹脂組成物を塗布または含浸する樹脂組成物含浸工程と、繊維プリフォームに塗布または含浸された樹脂組成物を加熱硬化する樹脂硬化工程と、を備え、樹脂組成物は、遮熱材料である平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを含むので、保護帽本体の成形後に更に塗装等の余分な作業を省略することができる。そのため、保護帽の生産性がより向上し、保護帽の製造コストが抑えられる。また、保護帽本体には塗膜が形成されていないので、保護帽がより軽量化される。
【０１１４】
また、上述した保護帽本体形成方法によれば、樹脂組成物は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して、遮熱材料である平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを５．４重量部より多く４５．０重量部よりも少ない割合で含有しているので、保護帽の機械的強度を満足した状態で、保護帽の遮熱効果をより向上させることができる。
【０１１５】
更に、上述した保護帽本体形成方法によれば、樹脂組成物は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して、遮熱材料である平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを１１．３重量部以上２５．８重量部以下の割合で含有しているので、保護帽の機械的強度を満足した状態で、保護帽の遮熱効果を更に高めることができる。
【０１１６】
次に、衝撃吸収ライナ１４を形成する衝撃吸収ライナ形成工程について説明する。
【０１１７】
まず、衝撃吸収ライナ１４を形成するポリ乳酸系樹脂発泡成形体の成形方法について説明する。ポリ乳酸系樹脂発泡成形体は、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を型内発泡成形して得られるが、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は押出発泡によって製造されたものであることが好ましい。はじめに、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の成形に用いられるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法について説明する。
【０１１８】
先ず、上述したポリ乳酸系樹脂を押出機に供給して発泡剤の存在下にて溶融混練した後、押出機の先端に取り付けた金型から押出発泡させる。この押出発泡させて得られたポリ乳酸系樹脂押出発泡体の形態は、特に限定されず、ストランド状、シート状などが挙げられるが、ストランド状が好ましい。これらのポリ乳酸系樹脂押出発泡体を粒子状に切断することでポリ乳酸系樹脂発泡粒子が得られる。
【０１１９】
発泡剤としては、従来から汎用されているものが用いられ、例えば、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ヒドラゾイルジカルボンアミド、重炭酸ナトリウムなどの化学発泡剤；プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ヘキサンなどの飽和脂肪族炭化水素、ジメチルエーテルなどのエーテル類、塩化メチル、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、モノクロロジフルオロメタンなどのフロン、二酸化炭素、窒素などの物理発泡剤などが挙げられ、ジメチルエーテル、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、二酸化炭素が好ましく、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンがより好ましく、ノルマルブタン、イソブタンが特に好ましい。なお、発泡剤は単独で用いられてもよいし、二種以上が併用されてもよい。
【０１２０】
押出機に供給される発泡剤量としては、少ないと、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体を所望発泡倍率まで発泡させることができないことがある一方、多いと、発泡剤が可塑剤として作用することから溶融状態のポリ乳酸系樹脂の粘弾性が低下し過ぎて発泡性が低下し良好なポリ乳酸系樹脂発泡押出発泡体を得ることができない場合或いはポリ乳酸系樹脂押出発泡体の発泡倍率が高過ぎる場合があるので、ポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．１〜５重量部が好ましく、０．２〜４重量部がより好ましく、０．３〜３重量部が特に好ましい。
【０１２１】
押出機には気泡調整剤が添加されることが好ましいが、気泡調整剤の多くは、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体の結晶核剤として作用するため、ポリ乳酸系樹脂の結晶化を促進しない気泡調整剤を用いることが好ましく、このような気泡調整剤としては、ポリテトラフルオロエチレン粉末、アクリル樹脂で変性されたポリテトラフルオロエチレン粉末が好ましい。そして、ポリテトラフルオロエチレン粉末、及び、アクリル樹脂で変性されたポリテトラフルオロエチレン粉末は、ポリ乳酸系樹脂の結晶化を殆ど促進することなく、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体の気泡の微細化を図ることができる。
【０１２２】
押出機に供給される気泡調整剤の量としては、少ないと、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体の気泡が粗大となり、最終的に得られるポリ乳酸系樹脂発泡成形体の外観が低下することがある一方、多いと、ポリ乳酸系樹脂を押出発泡させる際に破泡を生じてポリ乳酸系樹脂押出発泡体の独立気泡率が低下することがあるので、ポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．０１〜３重量部が好ましく、０．０５〜２重量部がより好ましく、０．１〜１重量部が特に好ましい。
【０１２３】
押出機には、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の物性を損なわない範囲内において、着色剤、滑剤、劣化防止剤、帯電防止剤、難燃剤などの添加剤を添加してもよい。
【０１２４】
押出機としては、従来から汎用されている押出機であれば、特に限定されず、例えば、単軸押出機、二軸押出機、複数の押出機を連結させたタンデム型の押出機を用いることができ、タンデム型の押出機を用いることが好ましい。
【０１２５】
そして、押出機内において発泡剤と共に溶融混練されて発泡剤が分散されたポリ乳酸系樹脂は、押出機の先端に取り付けられた金型から押し出されると直ちに発泡してポリ乳酸系樹脂押出発泡体となる。
【０１２６】
押出機に取り付ける金型としては、特に限定されないが、ポリ乳酸系樹脂を押出発泡させて均一微細な気泡を形成できる金型が好ましく、このような金型としては、ノズル金型が好ましく、ノズルを複数有するマルチノズル金型がより好ましい。
【０１２７】
マルチノズル金型のノズルの出口直径は、小さいと、押出圧力が高くなりすぎて押出発泡が困難となることがある一方、大きいと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の径が大きくなって金型への充填性が低下するので、０．２〜２ｍｍが好ましく、０．３〜１．６ｍｍがより好ましく、０．４〜１．２ｍｍが特に好ましい。
【０１２８】
そして、押出機から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出発泡体を冷却して、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体の結晶化が進行するのを抑制する。
【０１２９】
ポリ乳酸系樹脂押出発泡体の冷却方法としては、押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出発泡体の結晶化度の上昇を速やかに停止できる方法が好ましく、具体的には、押出機から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出発泡体を水面に浮かせて冷却する方法、押出機から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出発泡体に水などを霧状に吹き付ける方法、低温に温度調節された冷却板上に、押出機から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出発泡体を接触させることによって冷却させる方法、押出機から押出発泡された押出発泡体に冷風などの冷却された気体を吹き付ける方法などが挙げられる。なお、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体を水面に浮かせて冷却する場合は、水温は０〜４５℃に調整することが好ましい。
【０１３０】
ポリ乳酸系樹脂押出発泡体を粒子状に切断する切断機としては、ペレタイザやホットカット機などが用いられ、又、切断機の切断方法としては、ドラムカッタ式やファンカッタ式があるが、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体の切断時にポリ乳酸系樹脂押出発泡体に割れや欠けが発生しにくいことから、ファンカッタ式の切断方法を用いることが好ましい。なお、上記では、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体の冷却後に、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体を切断する場合を説明したが、押出機から押出発泡させると同時にポリ乳酸系樹脂押出発泡体を切断して粒子状とした後に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を冷却するようにしてもよい。
【０１３１】
このようにして得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度は、小さいと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の連続気泡率が上昇して、型内発泡成形における発泡時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子に必要な発泡力を付与することができない虞れがある一方、大きいと、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の気泡が不均一となって、型内発泡成形時におけるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡性が不充分となることがあるので、０．０４〜０．３ｇ／ｃｍ３が好ましい。
【０１３２】
なお、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度は、ＪＩＳ Ｋ６９１１：１９９５年「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠して測定されたものをいう。即ち、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠した見掛け密度測定器を用いて測定し、数１の式に基づいてポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度が測定される。
【数１】
【０１３３】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の粒子径は、小さいと、型内発泡成形時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡性が低下することがある一方、大きいと、型内発泡成形時に金型内へのポリ乳酸系樹脂発泡粒子の充填性が低下することがあるので、１．０〜５．０ｍｍが好ましく、２．０〜４．０ｍｍがより好ましい。
【０１３４】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度は、高いと、型内発泡成形時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の融着性が低下することがあるので、３０％未満が好ましく、３〜２８％がより好ましく、５〜２６％が特に好ましい。
【０１３５】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いてＪＩＳ Ｋ７１２１に記載の測定方法に準拠して５℃／分の昇温速度にて昇温しながら測定された１ｍｇ当たりの発熱量及び１ｍｇ当たりの融解熱量に基づいて数２の式により算出することができる。
【数２】
【０１３６】
このように、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度を３０％未満に調整することによって、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の融着性を確保し、型内発泡成形時におけるポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の融着性を良好なものとすることができる。
【０１３７】
次に、このポリ乳酸系樹脂発泡粒子を用いて型内発泡成形し、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体を成形する方法について説明する。
【０１３８】
まず、上記のポリ乳酸系樹脂発泡粒子から更に高発泡倍率に発泡したポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造する。具体的には、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を圧力容器内に供給し、この圧力容器内にガスを圧入してポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させて、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に高い発泡性を付与し、この発泡性を付与されたポリ乳酸系樹脂発泡粒子を攪拌しながら６０〜８０℃の熱風で加熱することで更に高発泡倍率に発泡したポリ乳酸系樹脂発泡粒子が得られる。なお、上記ガスとしては、例えば、二酸化炭素、窒素、空気などが挙げられ、二酸化炭素が好ましい。
【０１３９】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させる際のガス圧は、低いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に充分な発泡性を付与させることができない一方、高いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡性が向上し過ぎて、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱、発泡させた際に破泡を生じる虞れがあるので、ゲージ圧０．５〜３ＭＰａが好ましく、ゲージ圧１．０〜２．０ＭＰａがより好ましい。
【０１４０】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させる時間は、１時間以上が好ましく、２時間以上がより好ましい。又、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させる温度は、０〜４０℃が好ましく、１０〜３０℃がより好ましい。
【０１４１】
又、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の加熱に際して、水蒸気や水分を多く含んだ熱風を用いると、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度が上昇し易く、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の型内発泡成形時に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の融着性が低下する虞れがあるため好ましくない。
【０１４２】
そして、このようにして得られた高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を雌雄金型間に形成され且つ密閉し得ないキャビティ内に充填して加熱し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を発泡させることによって、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を発泡させて発泡粒子同士をそれらの発泡圧によって互いに融着一体化させると共にポリ乳酸系樹脂の結晶化度を上昇させて、融着性及び耐熱性に優れた所望形状を有するポリ乳酸系樹脂発泡成形体を得ることができる。
【０１４３】
なお、金型内に充填した高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子の加熱媒体としては、特に限定されず、水蒸気の他に、熱風、温水などが挙げられるが、６０〜１００℃の水を用いることが好ましい。これは、水は、液体状であって比熱が大きいことから、温度が低くても金型内のポリ乳酸系樹脂発泡粒子に発泡に必要な高い熱量を充分に付与することができるからである。
【０１４４】
金型内に充填した高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子に６０〜１００℃の水を供給してポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱する方法としては、特に限定されず、例えば、（１）従来から用いられている型内発泡成形機において水蒸気の代わりに６０〜１００℃の水を金型内に供給する方法、（２）ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を充填した金型を６０〜１００℃の水中に浸漬してポリ乳酸系樹脂発泡粒子に水を供給する方法などが挙げられ、複雑な形状の金型であっても金型全体、即ち、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を全体的に均一に加熱、発泡させることができることから、上記（２）の方法が好ましい。
【０１４５】
金型内に充填した高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子の加熱された水による加熱時間は、短いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の加熱が不充分となってポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の熱融着が不充分となり、或いは、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度が充分に上昇せず、得られるポリ乳酸系樹脂発泡成形体の耐熱性が低下することがある一方、長いと、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の生産性が低下するので、２０秒〜１時間が好ましい。
【０１４６】
６０〜１００℃の水で高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱して型内発泡成形を行った後、金型内に形成されたポリ乳酸系樹脂発泡成形体を冷却した上で金型を開放して所望形状を有するポリ乳酸系樹脂発泡成形体を得ることができる。
【０１４７】
得られたポリ乳酸系樹脂発泡成形体の結晶化度は、低いと、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の耐熱性が低下する一方、高いと、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体が脆くなることがあるので、好ましくは４０〜６５％、より好ましくは４５〜６４％、特に好ましくは５０〜６３％となるように型内発泡成形条件を調整するのがよい。なお、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の結晶化度の測定方法は、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度の測定方法と同様であるのでその説明を省略する。
【０１４８】
ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の融着率は、６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。なお、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の融着率は、下記の要領で測定されたものをいう。先ず、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の表面に一対の長辺の中心同士を結ぶ直線に沿ってカッターナイフで深さ約３ｍｍの切り込み線を入れた後、この切り込み線に沿って発泡成形体を手で二分割し、その破断面における発泡粒子について、粒子内で破断している粒子の数（ａ）と、粒子同士の境界面で破断している粒子の数（ｂ）とを数え、数３の式に代入して融着率（％）が求められる。
【数３】
【０１４９】
なお、型内発泡成形するにあたっては、得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子に更にガスを含浸させてもよい。このようなガスとしては、例えば、二酸化炭素、窒素、空気などが用いられ、二酸化炭素が好ましい。ポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させてポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡性を向上させることにより、型内発泡成形時におけるポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の融着性が向上し、得られるポリ乳酸系樹脂発泡成形体は更に優れた機械的強度を有する。
【０１５０】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させる際のガス圧は、低いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に充分にガスを含浸させることができず、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡力を充分に向上させることができない一方、高いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡力が向上し過ぎて、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を発泡させた際に破泡を生じ或いは型内発泡成形時の冷却時間が延びる虞れがあるので、０．２〜２．０ＭＰａが好ましく、０．５〜１．０ＭＰａがより好ましい。
【０１５１】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させる時間は、１時間以上が好ましく、２時間以上がより好ましい。又、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させる温度は、０〜４０℃が好ましく、１０〜３０℃がより好ましい。
【０１５２】
ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の１５０℃での加熱寸法変化率は、５％未満であることが好ましく、１％未満であることがより好ましい。
【０１５３】
ポリ乳酸系樹脂発泡成形体における１５０℃での加熱寸法変化率は、ＪＩＳ Ｋ６７６７に準拠して測定されたものをいう。具体的には、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体を、ＪＩＳ Ｋ７１００に規定された標準温湿度状態、即ち、２３℃、相対湿度５０％に維持された恒温恒湿室内に２４時間に亘って放置した後、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体から縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍで、厚さは発泡成形体の厚みのままの試験片を切り出す。
【０１５４】
次に、上記試験片の上面中央部に、３本の直線を５０ｍｍ間隔で互いに平行な状態に縦方向に沿って描くと共に、３本の直線を５０ｍｍ間隔で互いに平行な状態に横方向に沿って描く。そして、試験片の上面中央部に描いた６本の直線の長さを測定し、６本の直線の長さの相加平均値を算出し、加熱前寸法Ｌ1 とする。
【０１５５】
しかる後、上記試験片を１５０℃に保持した熱風循環式乾燥機内に水平状態に放置して２２時間に亘って加熱した後に熱風循環式乾燥機から取り出し、続いて、試験片をＪＩＳ Ｋ７１００に規定された標準温湿度状態、即ち、２３℃、相対湿度５０％に維持された恒温恒湿室内に１時間に亘って放置する。
【０１５６】
次に、上記試験片の上面中央部に描いた６本の直線の長さを測定し、６本の直線の長さの相加平均値を算出し、加熱後寸法Ｌ2 とし、数４の式に基づいて、１５０℃での加熱寸法変化率を算出する。
【数４】
【０１５７】
衝撃吸収ライナ１４は、発泡体密度が０．０４ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下のポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成されることが好ましい。更に、衝撃吸収ライナ１４は、発泡体密度が０．１２５ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下のポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成されることがより好ましい。なお、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の発泡体密度は、ＪＩＳ Ｋ６７６７：１９９９「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」に記載の方法で測定されたものをいう。
【０１５８】
ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の発泡体密度が０．２ｇ／ｃｍ３以下であるのは、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の密度が０．２ｇ／ｃｍ３より高い場合には、衝撃吸収ライナ１４の重量が大きくなり保護帽１０が重くなるからである。
【０１５９】
また、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の発泡体密度が０．０４ｇ／ｃｍ３以上であるのは、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の発泡体密度が０．０４ｇ／ｃｍ３より低くなると、衝撃吸収ライナ１４の耐貫通性が低下するからである。ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の発泡倍率（発泡倍率＝樹脂密度/発泡体密度）が大きくなるほど発泡体密度が小さくなるため、例えば、労働安全衛生法の保護帽の規格で規定されている耐貫通性能に示されるように、円錐状ストライカを所定高さから自由落下させたときの貫通深さは、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の発泡倍率が大きくなるほど深くなる。そのため、発泡体密度が０．０４ｇ／ｃｍ３以上のポリ乳酸系樹脂発泡成形体で衝撃吸収ライナ１４を成形することにより、現行品と略同程度の衝撃吸収ライナ１４の耐貫通性能を得ることができる。
【０１６０】
このように衝撃吸収ライナ１４は、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子（発泡ビーズ）を衝撃吸収ライナ１４の形状に型内発泡成形して得られる。これ以外にも、例えば、ブロック状のポリ乳酸系樹脂発泡成形体を衝撃吸収ライナ１４の形状に切削加工することにより形成されてもよい。また、衝撃吸収ライナ１４は、ブロック状のポリ乳酸系樹脂発泡成形体から所定形状に切り出された複数の部品を接着剤等で接着して形成されてもよい。
【０１６１】
このように衝撃吸収ライナ１４は、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成されているので、発泡スチロール材や発泡ポリエチレン材で成形された衝撃吸収ライナより耐熱性がより向上する。そして、衝撃吸収ライナ１４の高温曝露による加熱寸法安定性と衝撃吸収特性とが向上することにより、保護帽１０の耐熱特性をより向上させることができる。また、衝撃吸収ライナに１５０℃での加熱寸法変化率が５％未満のポリ乳酸系樹脂発泡成形体を用いることにより、衝撃吸収ライナの耐熱性をより向上させることができる。更に、衝撃吸収ライナに発泡体密度が０．０４ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下のポリ乳酸系樹脂発泡成形体を用いることにより、衝撃吸収ライナの軽量化と耐貫通性能とを満足させることができる。
【０１６２】
２種類の衝撃吸収ライナを形成し耐熱特性を評価した。まず、ライナ実施例１の衝撃吸収ライナについてその形成方法を説明する。
【０１６３】
（ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造）
一段目となる口径５０ｍｍの単軸押出機と二段目となる口径６５ｍｍの単軸押出機とを接続管を介して接続してなるタンデム型の押出機を用意した。
【０１６４】
そして、上記タンデム型の押出機の一段目の押出機に、結晶性のポリ乳酸系樹脂（ユニチカ社製 商品名「ＴＥＲＲＡＭＡＣ ＨＶ−６２００」、融点：１６７．４℃、Ｄ体比率：１．５重量％、Ｌ体比率：９８．５重量％、）１００重量部及び気泡調整剤としてポリテトラフルオロエチレン粉末（旭硝子社製 商品名「フルオンＬ１６９Ｊ」）０．１重量部を供給して２２０℃にて溶融混練した。
【０１６５】
続いて、第一押出機の途中から、イソブタン３５重量％及びノルマルブタン６５重量％からなるブタンをポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．７重量部となるように溶融状態のポリ乳酸系樹脂に圧入して、ポリ乳酸系樹脂中に均一に分散させた。
【０１６６】
しかる後、溶融状態のポリ乳酸系樹脂を一段目の押出機から接続管を介して二段目の押出機に連続的に供給した。溶融状態のポリ乳酸系樹脂を二段目の押出機にて樹脂温度２００℃に冷却した後、二段目の押出機の先端に取り付けたマルチノズル金型の各ノズルから押出発泡させてストランド状のポリ乳酸系樹脂押出発泡体を製造した。
【０１６７】
続いて、ストランド状のポリ乳酸系樹脂押出発泡体を冷却水槽内の水面上に浮かせて冷却した。なお、冷却水槽内の水温は、２０℃であった。
【０１６８】
なお、マルチノズル金型は、出口直径が１．０ｍｍのノズルが１５個、配設されており、ランド部の長さは７ｍｍであった。又、マルチノズル金型のノズルから押出発泡させた際の樹脂温度は、二段目の押出機の先端部と金型との間にブレーカープレートを挿入し、このブレーカープレートの中心部に熱電対を挿入することによって測定した。 そして、ストランド状のポリ乳酸系樹脂押出発泡体を充分に水切りした後、このポリ乳酸系樹脂押出発泡体をファンカッタ式のペレタイザーを用いて切断してポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得た。なお、得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その嵩密度が０．１７ｇ／ｃｍ3 で、長さが平均３．５ｍｍ、直径が平均２．３ｍｍで、結晶化度は１７．２％であった。
【０１６９】
（ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の製造）
得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子を１０リットルの圧力容器内に入れ密閉し、この圧力容器内に二酸化炭素を１．０ＭＰａの圧力にて圧入して２５℃にて６時間に亘って放置してポリ乳酸系樹脂発泡粒子に二酸化炭素を含浸させた。
【０１７０】
次いで、圧力容器から、二酸化炭素を含浸させたポリ乳酸系樹脂発泡粒子を取り出し、直ちに攪拌機付きの除湿熱風乾燥機に供給し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を攪拌しながら６５℃の熱風で１８０秒間に亘って加熱して発泡させて、高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得た。なお、得られた高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その嵩密度が０．０４８ｇ／ｃｍ3 で、結晶化度は１８．２％であった。
【０１７１】
次に、高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を１０リットルの圧力容器内に入れ密閉し、この圧力容器内に二酸化炭素を０．５ＭＰａの圧力にて圧入して２５℃にて２時間に亘って放置してポリ乳酸系樹脂発泡粒子に二酸化炭素を含浸させた。
【０１７２】
続いて、圧力容器から、与圧されたポリ乳酸系樹脂発泡粒子を取り出し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子をアルミニウム製の雌雄金型間に形成された衝撃吸収ライナ形状のキャビティ内に充填した。又、金型に、この金型のキャビティ内と金型外部とを連通させるために、直径が１０ｍｍの円形状の供給口を３０ｍｍ間隔毎に合計１４６個、形成した。なお、各供給口には、開口幅が０．８ｍｍの格子部を設けてあり、金型内に充填したポリ乳酸系樹脂発泡粒子がこの供給口を通じて金型外に流出しないように形成されている一方、金型の供給口を通じて金型外からキャビティ内に水を円滑に供給することができるように構成された。
【０１７３】
そして、加熱水槽内に９５℃に維持された水を溜め、この加熱水槽内の水中にポリ乳酸系樹脂発泡粒子を充填した金型を完全に５分間に亘って浸漬して、金型の供給口を通じて金型のキャビティ内のポリ乳酸系樹脂発泡粒子に加熱された水を供給し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱、発泡させてポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士を熱融着して一体化させた。
【０１７４】
次に、加熱水槽内から金型を取り出した。そして、別の冷却水槽に２０℃に維持された水を溜め、この冷却水槽内に金型を完全に５分間に亘って浸漬して、金型内のポリ乳酸系樹脂発泡成形体を冷却した。
【０１７５】
金型を冷却水槽から取り出して金型を開放して、衝撃吸収ライナ形状に成形されたポリ乳酸系樹脂発泡成形体を得た。
【０１７６】
このポリ乳酸系樹脂発泡成形体を４０℃の恒温室にて２４時間乾燥した後に発泡体密度を測定したところ、０．０４８ｇ／ｃｍ3 であった。また、このポリ乳酸系樹脂発泡成形体の結晶化度は５０％であった。
【０１７７】
なお、上記の型内発泡成形と同様の要領で、縦３００ｍｍ×横４００ｍｍ×厚み３０ｍｍの直方体形状のキャビティを有する金型を用いてポリ乳酸系樹脂発泡成形体を得た。このポリ乳酸系樹脂発泡成形体を４０℃の恒温室にて２４時間乾燥した後にＪＩＳ Ｋ６７６７に記載の方法で発泡体密度を測定したところ、０．０４８ｇ／ｃｍ３であった。また、このポリ乳酸系樹脂発泡成形体の結晶化度は５０％であった。このポリ乳酸系樹脂発泡成形体を用いて、１５０℃での加熱寸法変化率をＪＩＳ Ｋ６７６７に準拠して測定したところ、１．９％であった。
【０１７８】
次に、ライナ比較例１の衝撃吸収ライナについて説明する。ライナ比較例１は、発泡スチロール材で形成された。発泡スチロール材には、発泡体の見掛け密度が０．０３３ｇ／ｃｍ3のものを使用した。なお、発泡スチロール材で１５０℃での加熱寸法変化率をＪＩＳ Ｋ６７６７に準拠して測定したところ、大きく収縮変形し元の形状を留めていなかった。
【０１７９】
次に、ライナ実施例１とライナ比較例１とについて耐熱特性を評価した。衝撃吸収ライナの耐熱特性評価は、加熱寸法安定性試験と、熱曝露後の衝撃吸収性能試験とにより行われた。ライナ実施例１の試験用供試体は、前記の型内発泡成形と同様の要領で作成した、縦３００ｍｍ×横４００ｍｍ×厚み３０ｍｍの直方体形状のポリ乳酸系樹脂発泡成形体から発泡スチロールカッタで縦方向７０ｍｍ、横方向７０ｍｍ、厚み方向３０ｍｍの直方体形状に切り出して作製された。ライナ比較例１の試験用供試体は、所定形状の発泡スチロール成形体から発泡スチロールカッタで縦方向７０ｍｍ、横方向７０ｍｍ、厚み方向３０ｍｍの直方体形状に切り出して作製された。
【０１８０】
加熱寸法安定性試験は、試験用供試体を５０℃と１００℃の２温度条件で熱曝露することにより行われた。熱曝露は、５０℃または１００℃に加熱された雰囲気式加熱炉に試験用供試体を２時間保持して行われた。加熱前の試験用供試体の寸法（縦方向、横方向、厚み方向）と、熱曝露後の試験用供試体の寸法（縦方向、横方向、厚み方向）とを測定し、加熱前後における寸法変化を求めた。
【０１８１】
図１６は、加熱寸法安定性試験結果を示す図である。高温（５０℃）の熱曝露試験では、ライナ実施例１及びライナ比較例１の試験用供試体には寸法変化がみられなかった。高温（１００℃）の熱曝露試験では、ライナ比較例１の試験用供試体において、縦方向の寸法が７０ｍｍから６６ｍｍに収縮し、横方向の寸法が７０ｍｍから６５ｍｍに収縮し、厚み方向の寸法が３０ｍｍから２７ｍｍに収縮した。これに対して、ライナ実施例１の試験用供試体では寸法変化がみられなかった。この加熱寸法安定性試験結果から、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成された衝撃吸収ライナは、発泡スチロール材で形成された衝撃吸収ライナより優れた加熱寸法安定性を有していることがわかった。
【０１８２】
次に、衝撃吸収性能試験について説明する。衝撃吸収性能試験は、労働安全衛生法の保護帽の規格における衝撃吸収性能評価試験に準じて行われた。図１７は、衝撃吸収性能評価試験方法を示す図である。試験用供試体６０を高温処理（５０℃、１００℃）した後、人頭模型６２に配置し、重量が５ｋｇで、直径１２７ｍｍの衝撃面を有する鋼製の平面形ストライカ６４を、試験用供試体６０における鉛直方向上方の所定のストライカ落下高さ（Ｌ）から自由落下させて最大衝撃値を計測した。なお、高温曝露条件で曝露した後、３分間以内に平面形ストライカ６４を試験用供試体６０に落下させて試験終了するように行った。なお、熱曝露は、加熱寸法安定性試験と同様にして、５０℃または１００℃に加熱された雰囲気式加熱炉に試験用供試体を２時間保持して行われた。
【０１８３】
衝撃吸収性能試験におけるライナ実施例１の試験用供試体は、加熱寸法安定性試験と同様に、前記の型内発泡成形と同様の要領で作成した、縦３００ｍｍ×横４００ｍｍ×厚み３０ｍｍの直方体形状のポリ乳酸系樹脂発泡成形体から発泡スチロールカッタで縦方向７０ｍｍ、横方向７０ｍｍ、厚み方向３０ｍｍの直方体形状に切り出して作製された。また、ライナ比較例１の試験用供試体についても、加熱寸法安定性試験に用いた試験用供試体と同様に作製した。
【０１８４】
図１８は、衝撃吸収性能試験結果を示す図である。ライナ比較例１における試験用供試体の最大衝撃値は、室温試験（Ｌ＝５００ｍｍ）で２．１ｋＮであり、室温試験（Ｌ＝７５０ｍｍ）で３．０ｋＮであり、室温試験（Ｌ＝１０００ｍｍ）で６．３ｋＮであり、高温試験（５０℃、Ｌ＝１０００ｍｍ）で５．６ｋＮであり、高温試験（１００℃、Ｌ＝１０００ｍｍ）で７．４ｋＮであった。これに対して、ライナ実施例１における試験用供試体の最大衝撃値は、室温試験（Ｌ＝７５０ｍｍ）で４．３ｋＮであり、室温試験（Ｌ＝１０００ｍｍ）で４．５ｋＮであり、高温試験（５０℃、Ｌ＝１０００ｍｍ）で４．４ｋＮであり、高温試験（１００℃、Ｌ＝１０００ｍｍ）で３．８ｋＮであった。
【０１８５】
ライナ比較例１では、高温（５０℃、１００℃）に熱曝露された試験用供試体の最大衝撃値は、熱曝露されていない供試体の最大衝撃値より大きくなり、熱曝露されることにより衝撃吸収性能が低下した。これに対して、ライナ実施例１では、高温（５０℃、１００℃）に熱曝露された試験用供試体の最大衝撃値は、熱曝露されていない試験用供試体の最大衝撃値と略同じか小さくなり、熱曝露の影響はみられなかった。この試験結果から、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成された衝撃吸収ライナは、発泡スチロール材で形成された衝撃吸収ライナより、１００℃で熱曝露された場合でも優れた衝撃吸収性能を有していることがわかった。
【０１８６】
そして、保護帽本体形成工程で保護帽本体１２を形成し、衝撃吸収ライナ形成工程で衝撃吸収ライナ１４を形成し、保護帽本体１２に衝撃吸収ライナ１４を装着した後、ハンモック、ヘッドバンド、環ひも等の保護帽内装体等を取り付けて保護帽１０の製造が完了する。
【０１８７】
以上、上記構成によれば、頭の上部を覆う保護帽は、略半球殻状に形成された保護帽本体と、保護帽本体の内側に設けられ、衝撃を吸収する衝撃吸収ライナと、を備え、保護帽本体は、ガラス繊維等の強化繊維でポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を強化した繊維強化複合材料で形成され、繊維強化複合材料は、平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを含み、衝撃吸収ライナは、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、略半球殻状に形成されたライナ本体と、ライナ本体に設けられ、保護帽本体側に突出し、保護帽本体の内周面と当接する少なくとも４つの突起部と、を有しており、保護帽本体が、遮熱材料を含有する繊維強化複合材料で形成され、衝撃吸収ライナが、発泡スチロール材や発泡ポリエチレン材より耐熱性を有するポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、更に、保護帽本体と衝撃吸収ライナとの接触面積を低減させて保護帽本体から衝撃吸収ライナへの熱伝達を抑えているので、保護帽の遮熱性と耐熱性とを更に向上させることができる。
【０１８８】
上記構成における保護帽の製造方法は、頭の上部を覆う保護帽を製造する保護帽の製造方法であって、略半球殻状の保護帽本体を形成する保護帽本体形成工程と、前記保護帽本体の内側に設けられ、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、略半球殻状に形成されたライナ本体と、前記ライナ本体に設けられ、前記保護帽本体側に突出し、前記保護帽本体の内周面と当接する少なくとも４つの突起部と、を有する衝撃を吸収する衝撃吸収ライナを形成する衝撃吸収ライナ形成工程と、を備え、前記保護帽本体形成工程は、強化繊維で、略半球殻状の繊維プリフォームを形成し、前記繊維プリフォームに、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンと、を含む樹脂組成物を塗布または含浸し、前記繊維プリフォームに塗布または含浸された前記樹脂組成物を加熱硬化することを特徴としている。また、保護帽の製造方法において、前記樹脂組成物は、前記熱硬化性樹脂１００重量部に対して、前記酸化チタンを５．４重量部より多く４５．０重量部より少ない割合で含有することが好ましく、前記樹脂組成物は、前記熱硬化性樹脂１００重量部に対して、前記酸化チタンを１１．３重量部以上２５．８重量部以下の割合で含有することがより好ましい。更に、保護帽の製造方法において、前記熱硬化性樹脂は、ポリエステル樹脂であり、前記強化繊維は、ガラス繊維であることが好ましい。このような保護帽の製造方法によれば、保護帽の遮熱性と耐熱性とを更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【図１】本発明の実施の形態において、保護帽の外観構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態において、保護帽の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態において、衝撃吸収ライナの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態において、衝撃吸収ライナの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態において、衝撃吸収ライナの突起部と、保護帽本体の内周面と、の間に断熱部材を設けた構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態において、衝撃吸収ライナの突起部と、断熱部材と、の間に放熱部材を設けた構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態において、保護帽本体の形成方法を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態において、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４に使用した樹脂組成物の組成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態において、遮熱性評価試験方法を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態において、温度測定を行った測温箇所を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態において、遮熱性試験結果を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態において、衝撃吸収性試験方法を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態において、衝撃吸収性試験結果を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態において、耐貫通試験方法を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態において、耐貫通試験結果を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態において、加熱寸法安定性試験結果を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態において、衝撃吸収性能評価試験方法を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態において、衝撃吸収性能試験結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１９０】
１０ 保護帽
１２ 保護帽本体
１４、２２ 衝撃吸収ライナ
１６ ライナ本体
２０ａ〜２０ｋ、２４ａ〜２４ｄ 突起部
３０ 断熱部材
３２ 放熱部材
３４ 空間
４０ 繊維プリフォーム
４２ 下型
４４ 樹脂組成物
４６ 樹脂組成物が含浸された繊維プリフォーム
４８ 上型
５０ 保護帽予備本体
６０ 試験用供試体
６２ 人頭模型
６４ 平面形ストライカ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頭の上部を覆う保護帽に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の頭の上部を覆うヘルメット等の保護帽は、例えば、頭部を覆う帽体と、ハンモックとヘッドバンドと環ひも等を有する着装体と、衝撃吸収ライナと、あごひもと、を含んで構成されている。そして、屋外や高温環境下等で使用される保護帽には、保護帽装着者の頭部のムレ対策や熱中症対策等のために、遮熱性能を有する保護帽が使用されている。このような遮熱性能を有する保護帽は、従来の帽体に遮熱性塗料を塗装することにより製造されている。
【０００３】
特許文献１には、太陽光が放つ赤外線を遮蔽し、炎天下におけるヘルメット内部の温度上昇を抑えることができるヘルメットが開示され、ヘルメットの外表面に赤外線遮蔽機能を有するポリウレタン樹脂系塗料を塗装することが示されている。
【０００４】
また、製鉄所の高炉や転炉等のいわゆる炉前作業においては、炉から発生する輻射熱から身体を保護する、特に頭を保護するため耐熱性のある帽体とライナ等の内装材が求められている。炉前作業は、鉄鉱石から銑鉄を作り出す高炉、銑鉄から不純物を取り除く転炉、製品に近い状態にする加熱炉に分けられる。その作業環境は極めて苛酷であり、以下に炉前作業について説明する。
【０００５】
高炉は、製鉄所の主要設備で、鉄鉱石から銑鉄を取り出すための炉であり、製鉄所のシンボル的な存在である。高炉は、直径３０〜４０ｍ、高さ１００ｍほどの筒状の炉で、この中に鉄鉱石、燃料を兼ねる還元材のコークス、不純物を除去するための石灰石を入れ、熱風を吹き込んでコークスを燃焼させる。高炉内部ではコークスの炭素が、鉄から酸素を奪って熱と一酸化炭素、二酸化炭素を生じる。この反応が熱源となり鉄鉱石を溶かし、炉の上部から下部に沈降していく過程で必要な反応が連続的に行なわれ、下部に到達するころには燃焼温度は最高となり、炉の底部で高温液体状の銑鉄が得られる。高炉で作られた銑鉄は次の工程である転炉へ入れられ、鋼鉄へと変換される。炉の温度は１，３００〜１，４００℃で、輻射熱も１００℃を超える。
【０００６】
転炉は、製鉄所の設備のひとつで、鉄や銅などの金属精錬専用の炉で、銑鉄を鋼に転換する炉をいう。高炉で鉄鉱石を還元することによって産出された銑鉄は溶融銑鉄（溶銑）のまま、転炉内で不純物が分離しやすくなるための前処理をした後、転炉がある次の製鋼工場に運ばれる。転炉の役割の一つは、溶銑中にある炭素を取り除く脱炭である。高炉で使われる還元剤はコークス中の炭素および一酸化炭素ガスであるので、還元と同時に浸炭が起こってしまい、高炉で得られる銑鉄は約４％の炭素を含む。銑鉄は硬いが、衝撃を与えると割れやすいため構造材料としては不足しているので、転炉内の銑鉄に空気や酸素を主体とするガスを吹き付けると、銑鉄に含まれる炭素が燃えて失われ溶鋼へと転換される。転炉のもう一つの役割は、銑鉄中に含まれる不純物の除去である。転炉内に吹き付けた酸素は、溶銑中にあるケイ素やリン、マンガンなどと反応して二酸化ケイ素やリン酸イオンを生成する。比重の違いのため、不純物を含んだスラグは溶鋼の上に浮かぶ。このようにして、スラグと溶鋼を分離できる。転炉も１，３００〜１，４００℃に達し、輻射熱も１００℃を超す。
【０００７】
加熱炉は、製品に近い状態にするもので、炉の温度は７００〜８００℃に達する。昔は１０ｍ位まで炉に接近していたが、現在は遠隔で削岩機のような機械を操作して作業しているが、それでも相当な輻射熱にさらされる。
【０００８】
これらの炉前で作業する従業員は、炉からの輻射熱により厳しい作業環境に曝されている。炉前の作業員は、製鐵所の作業員が３，０００人とすると３０〜４０人ほどである。炉前作業者は、厳しい作業環境下での作業となっており、作業員はアルミ蒸着の耐熱服を着て作業をしている。
【特許文献１】特開２００６−２２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述したように、遮熱性塗料が塗装されたヘルメット等の保護帽は、装着中に衝撃等により塗膜が帽体から剥離する可能性がある。このように遮熱性塗料が塗装されて形成された塗膜が帽体から剥離すると、保護帽の遮熱性が低下する場合がある。
【００１０】
また、保護帽に使用されている衝撃吸収ライナは、一般的に、発泡スチロール材や発泡ポリエチレン材等の衝撃吸収性を有する発泡材料で形成されている。そして、衝撃吸収ライナは、帽体の内周面全体に当接するように装着されている。このような保護帽を輻射熱の多い熱職場等で使用すると保護帽の帽体温度が輻射熱により上昇し、衝撃吸収ライナの温度が、帽体からの熱伝達により衝撃吸収ライナを形成する発泡スチロール材（耐熱温度が約８０℃）や発泡ポリエチレン材（耐熱温度が約１００℃）等の発泡材料の耐熱温度を超える場合がある。
【００１１】
発泡スチロール材や発泡ポリエチレン材等の発泡材料は、その耐熱温度を超えて熱曝露されると熱収縮して変形する。そのため、発泡材料で形成された衝撃吸収ライナが熱収縮して変形し、衝撃吸収ライナの衝撃吸収性能が低下する場合がある。その結果、例えば輻射熱の多い製鉄所の炉前作業のような熱職場では、発泡スチロール材や発泡ポリエチレン材等の発泡材料で形成された衝撃吸収ライナを備える保護帽は、ライナが溶けたり、変形、収縮を起こしたりすることがあり使用できない可能性がある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、遮熱性と耐熱性とを更に向上させた保護帽を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る保護帽は、頭の上部を覆う保護帽であって、略半球殻状に形成された保護帽本体と、前記保護帽本体の内側に設けられ、衝撃を吸収する衝撃吸収ライナと、を備え、前記保護帽本体は、強化繊維で熱硬化性樹脂を強化した繊維強化複合材料で形成され、前記繊維強化複合材料は、平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを含み、前記衝撃吸収ライナは、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、略半球殻状に形成されたライナ本体と、前記ライナ本体に設けられ、前記保護帽本体側に突出し、前記保護帽本体の内周面と当接する少なくとも４つの突起部と、を有し、前記熱硬化性樹脂は、ポリエステル樹脂であり、前記強化繊維は、ガラス繊維であることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る保護帽において、前記ポリ乳酸系樹脂発泡成形体は、１５０℃での加熱寸法変化率が５％未満であり、発泡体密度が０．０４ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る保護帽において、前記突起部は、前記ライナ本体の周方向に所定略等間隔で複数設けられ、略円柱状、略角柱状、略円錐状、略角錐状または略半球状に形成されることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る保護帽において、前記保護帽本体と前記突起部との間に、断熱部材が設けられることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る保護帽において、前記突起部と前記断熱部材との間に、前記突起部及び前記断熱部材より大きく形成される放熱部材が設けられ、前記放熱部材の周縁部が、前記保護帽本体と前記ライナ本体との間に突出しており、前記放熱部材は、金属箔で形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成における保護帽によれば、保護帽本体が、遮熱材料を含有する繊維強化複合材料で形成されており、衝撃吸収ライナが、発泡スチロール材や発泡ポリエチレン材より耐熱性を有するポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成されており、更に、保護帽本体と衝撃吸収ライナとの接触面積を低減させて保護帽本体から衝撃吸収ライナへの熱伝達が抑制され、また、突起部を設けることにより、ライナ本体と保護帽本体との間に空間ができ空気が流動できるので、保護帽本体から衝撃吸収ライナへの熱伝達が抑えられ、保護帽本体、突起又は衝撃吸収ライナの温度上昇を抑えられので、衝撃吸収ライナが熱収縮し、変形するのを抑えることができ、保護帽の遮熱性と耐熱性とを更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。まず、保護帽の構成について説明する。図１は、保護帽１０の外観を示す図であり、図２は、保護帽１０の構成を示す断面図である。保護帽１０は、保護帽本体１２と、保護帽本体１２の内側に装着される衝撃吸収ライナ１４と、保護帽本体１２に取り付けられるハンモック、ヘッドバンド、環ひも等の保護帽内装体（図示せず）と、を備えている。
【００２０】
まず、保護帽本体１２の構成について説明する。
【００２１】
保護帽本体１２は、強化繊維で熱硬化性樹脂を強化した繊維強化複合材料（ＦＲＰ）で、略半球殻状に形成される。保護帽本体１２は、例えば、略２ｍｍの肉厚を有している。
【００２２】
強化繊維には、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維等の高強度繊維を用いることが好ましい。強化繊維には、加工性や製造コスト等の点からガラス繊維を用いることがより好ましい。ガラス繊維には、Ｅ−ガラス、Ｓ−ガラス、ＡＲ−ガラス等のガラス繊維を用いることができる。ガラス繊維は、短繊維、長繊維、クロス織物、テープ、チョップ等の形態で用いられる。勿論、強化繊維には、上記強化繊維に限定されることなく、他の繊維を用いてもよい。
【００２３】
繊維強化複合材料を構成する熱硬化性樹脂には、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の合成樹脂を用いることが好ましい。勿論、熱硬化性樹脂は、上記合成樹脂に限定されることなく、他の合成樹脂を用いてもよい。
【００２４】
保護帽本体１２は、遮熱材料が含有された繊維強化複合材料で形成される。遮熱材料には、赤外線領域、特に、近赤外線領域（７００ｎｍから２５００ｎｍ）の反射率が高く、赤外線遮蔽能を有する材料が使用される。赤外線の反射性能をより高めることにより、例えば、炎天下の屋外等での使用時に熱線を反射し保護帽１０の温度上昇を抑えることができる。
【００２５】
遮熱材料には、一般的に白色顔料として使用される酸化チタンよりも大きい平均粒子径を有する酸化チタン（ＴｉＯ２等）が用いられる。白色顔料として使用される酸化チタンには、平均粒子径が０．５μｍより小さく、０．２μｍ程度の可視光反射特性に優れた酸化チタンが使用されるが、白色顔料として使用される酸化チタンよりも大きい平均粒子径を有する酸化チタンを用いることで、近赤外線領域波長の赤外線反射性能をより高めることができる。遮熱材料に用いられる酸化チタンには、ルチル形またはアナターゼ形の結晶構造を有する酸化チタンを用いることができるが、ルチル形の酸化チタンを用いることが好ましい。なお、遮熱材料に用いられる酸化チタンは、保護帽本体１２を白色に着色する場合に使用されることがより好ましい。
【００２６】
遮熱材料に用いられる酸化チタンの平均粒子径は、０．５μｍから３．０μｍが好ましい。遮熱材料に用いられる酸化チタンの平均粒子径が０．５μｍより小さい場合には、十分な赤外線反射特性が得られないからである。また、遮熱材料に用いられる酸化チタンの平均粒子径が３．０μｍより大きい場合には、保護帽本体１２中により均一に分散させることが難しくなるからである。遮熱材料に用いられる酸化チタンの平均粒子径は、１．０μｍから１．５μｍがより好ましく、最も好ましいのは１．０μｍである。
【００２７】
遮熱材料に用いられる酸化チタンの平均粒子径は、例えば、電子顕微鏡等による画像解析で測定することができる。このような画像解析装置には、例えば、株式会社ニレコ製の小型汎用画像解析装置「ＬＵＺＥＸ ＡＰ」等を用いることができる。
【００２８】
遮熱材料には、三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）系材料、四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）系材料、オキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）系材料またはコバルト−アルミニウム複合酸化物（ＣｏＡｌ２Ｏ３）系材料等の無機反射材料を用いてもよい。これらの無機反射材料は、赤外線領域の反射率が高く、赤外線反射特性に優れているので、熱線を反射し保護帽１０の温度上昇を抑えることができる。無機反射材料には、例えば、平均粒子径２μｍ以下の材料が使用される。
【００２９】
三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）系材料は赤褐色を有しており、四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）系材料は黒色を有しており、オキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）系材料は黄褐色を有しており、コバルト−アルミニウム複合酸化物（ＣｏＡｌ２Ｏ３）系材料は青色を有しているので、赤褐色に着色された保護帽本体１２を成形する場合には、三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）系材料を用いることが好ましく、黒色に着色された保護帽本体１２を成形する場合には、四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）系材料を用いることが好ましく、黄褐色に着色された保護帽本体１２を成形する場合には、オキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）系材料を用いることが好ましく、青色に着色された保護帽本体１２を成形する場合には、コバルト−アルミニウム複合酸化物（ＣｏＡｌ２Ｏ３）系材料を用いることが好ましい。
【００３０】
また、遮熱材料には、上述した遮熱材料に用いられる酸化チタンと、上述した無機反射材料とを組み合わせて用いることもできる。酸化チタンは白色のため、上述した無機反射材料と組み合わせて使用されることにより、淡色を作り出すことができる。例えば、灰色に着色された保護帽本体１２を成形する場合には、遮熱材料は、上述した遮熱材料に用いられる酸化チタンと、四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）系材料と、を組み合わせた材料を使用することが好ましい。
【００３１】
上述したように保護帽本体１２は、遮熱材料である平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタン等を含む繊維強化複合材料で形成されているので、遮熱塗料を塗布して形成された塗膜のように保護帽本体から衝撃等により剥離することがない。そのため、より長期間の使用においても保護帽１０の遮熱効果を維持することができるので、保護帽１０の遮熱性をより向上させることができる。また、遮熱塗料により形成される塗膜は、一般的に、薄く形成されているのに対して、保護帽本体１２を遮熱材料を含む繊維強化複合材料で形成することにより遮熱層を保護帽本体の肉厚と略同じとすることができるので、遮熱層を塗膜よりも厚く形成して保護帽１０の遮熱性をより向上させることができる。
【００３２】
次に、衝撃吸収ライナ１４の構成について説明する。
【００３３】
衝撃吸収ライナ１４は、保護帽本体１２の内側に装着され、頭部への衝撃を吸収する機能を有している。衝撃吸収ライナ１４は、例えば、保護帽本体１２と着装体（図示せず）とに挟持または接着等されて取り付けられる。衝撃吸収ライナ１４は、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、着用者の頭部を覆う略半球殻状に形成されたライナ本体１６と、ライナ本体１６に設けられ、保護帽本体１２側に突出し、保護帽本体１２の内周面と当接する少なくとも４つの突起部と、を有している。図３は、衝撃吸収ライナ１４の構成を示す図であり、図３（ａ）は、衝撃吸収ライナ１４の上面図であり、図３（ｂ）は、衝撃吸収ライナ１４の断面図である。
【００３４】
衝撃吸収ライナ１４は、発泡スチロール材や発泡ポリエチレン材より耐熱温度の高いポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成される。ポリ乳酸系樹脂発泡成形体を構成するポリ乳酸系樹脂は、化１の化学式で示されるように、Ｄ−乳酸及びＬ−乳酸をモノマーとして共重合させるか、Ｄ−乳酸又はＬ−乳酸の何れか一方をモノマーとして重合させるか、或いは、Ｄ−ラクチド、Ｌ−ラクチド及びＤＬ−ラクチドからなる群より選ばれた一又は二以上のラクチドを開環重合させることによって得ることができ、何れのポリ乳酸系樹脂であってもよい。
【化１】
【００３５】
ポリ乳酸系樹脂を製造するに際して、モノマーとしてＤ体とＬ体とを併用した場合においてＤ体若しくはＬ体のうちの少ない方の光学異性体の割合が５モル％未満である場合、又は、モノマーとしてＤ体若しくはＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを用いた場合、即ち、上記ポリ乳酸系樹脂が、その構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるか、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有している場合は、得られるポリ乳酸系樹脂は、その結晶性が高くなる一方、モノマーとしてＤ体とＬ体とを併用した場合においてＤ体又はＬ体のうちの少ない方の割合が５モル％以上である時は、少ない方の光学異性体が増加するにしたがって、得られるポリ乳酸系樹脂は、その結晶性が低くなり、やがて非結晶となる。
【００３６】
従って、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体では、耐熱性に優れたものとするために、構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体の双方の光学異性体を含有し且つＤ体又はＬ体のうちの少ない方の光学異性体の含有量が５モル％未満であるポリ乳酸系樹脂か、或いは、構成モノマー成分としてＤ体又はＬ体のうちの何れか一方の光学異性体のみを含有しているポリ乳酸系樹脂を用いることが好ましい。
【００３７】
構成モノマー成分としてＤ体及びＬ体を含有するポリ乳酸系樹脂は、Ｄ体又はＬ体のうちの何れか少ない方の光学異性体の割合が少なくなればなる程、ポリ乳酸系樹脂は、その結晶性のみならず融点も上昇する。従って、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の耐熱性も向上し、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体は、高い温度であってもその形態を維持することができる。
【００３８】
ライナ本体１６は、頭部への衝撃を吸収するために、衝撃吸収性を有する発泡材料で略半球殻状に形成される。ライナ本体１６は、上述したポリ乳酸系樹脂発泡成形体で頂部の肉厚が周縁部の肉厚より厚くなるように形成される。ライナ本体１６は、例えば、略半球殻形状にキャビティが形成された金型等を用いてポリ乳酸系樹脂を発泡成形させることにより、略半球殻状のライナ形状に成形される。
【００３９】
突起部は、ライナ本体１６の保護帽本体１２側に突出して少なくとも４つ形成され、保護帽本体１２の内周面と当接するように設けられる。ライナ本体１６の保護帽本体１２側に突出させて、例えば、突起部２０ａ〜２０ｋを設けることにより、衝撃吸収ライナ１４と、保護帽本体１２の内周面と、が略全面接触している従来の保護帽と比較して、衝撃吸収ライナ１４と、保護帽本体１２の内周面と、の接触面積をより低減することができる。保護帽本体１２からライナ本体１６への熱伝達は突起部２０ａ〜２０ｋを経由して行われるため、保護帽本体１２の温度が上昇した場合でも保護帽本体１２からライナ本体１６への熱伝達が抑制されライナ本体１６の温度上昇が抑えられる。
【００４０】
また、突起部２０ａ〜２０ｋを設けることにより、ライナ本体１６と保護帽本体１２との間に空間ができ空気が流動できるので、保護帽本体１２から衝撃吸収ライナ１４への熱伝達が抑えられ、また、保護帽体１２、突起部２０ａ〜２０ｋ又は衝撃吸収ライナ１４の温度上昇を抑えられるので、衝撃吸収ライナ１４が熱収縮し、変形するのを抑えることができる。
【００４１】
また、保護帽本体１２の温度が上昇した場合には、まず、ライナ本体１６に設けられた突起部２０ａ〜２０ｋが温度上昇により熱収縮して変形するため、ライナ本体１６の熱収縮による変形が抑制される。
【００４２】
突起部は、ライナ本体１６の保護帽本体１２側に複数に設けられることが好ましい。保護帽本体１２からの熱伝達により突起部２０ａ〜２０ｋの１つが熱収縮により変形した場合でも、他の突起部によりライナ本体１６と、保護帽本体１２の内周面と、の接触面積の増加を抑えられるので、保護帽本体１２からの熱伝達によるライナ本体１６の温度上昇を抑えることができる。
【００４３】
突起部は、略半球殻状のライナ本体１６の周方向に所定間隔で設けられることが好ましい。図３（ａ）に示すように、突起部２０ｂ〜２０ｅと、突起部２０ｆ〜２０ｋとは、ライナ本体１６の略同一円周上に所定間隔で設けられる。このように、突起部２０ｂ〜２０ｅと、突起部２０ｆ〜２０ｋとをライナ本体１６の周方向に所定間隔で設けることにより、保護帽本体１２からライナ本体１６に流入する熱をより分散させてライナ本体１６の温度上昇を抑えることができる。
【００４４】
また、突起部２０ｂ〜２０ｅと、突起部２０ｆ〜２０ｋとを略半球殻状のライナ本体１６の周方向に所定間隔で設けることにより、一側方向から保護帽本体１２が輻射熱等で加熱されて、一側方向側に配置された突起部が熱収縮して変形した場合でも、例えば、一側方向に対して反対側に配置された他の突起部により、ライナ本体１６と、保護帽本体１２の内周面と、の接触面積の増加を防止できる。例えば、突起部２０ｂが保護帽本体１２からの熱伝達により熱収縮して変形した場合でも、他の突起部２０ｃ、２０ｄ、２０ｅにより、ライナ本体１６と、保護帽本体１２の内周面と、の接触面積の増加を防止できる。なお、突起部２０ｂ〜２０ｅと、突起部２０ｆ〜２０ｋとは、略半球殻状のライナ本体１６の周方向に略等間隔で設けられることがより好ましい。
【００４５】
保護帽本体１２の頂部上方から輻射熱等で加熱される環境で使用される保護帽１０の場合には、突起部は、ライナ本体１６の周縁部に設けられることが好ましい。図３（ａ）では、突起部２０ｆ〜２０ｋがライナ本体１６の周縁部に設けられている。保護帽本体１２の頂部上方から加熱される環境で使用される保護帽１０の場合には、保護帽本体１２の頂部よりも保護帽本体１２の周縁部の方が保護帽本体１２の温度が低くなる。そのため、ライナ本体１６の周縁部に突起部２０ｆ〜２０ｋを設けることにより、保護帽本体１２の頂部に突起部を設けるよりも保護帽本体１２からの熱伝達による突起部２０ｆ〜２０ｋの熱収縮等による変形を防止できる。
【００４６】
また、保護帽本体１２の側方または周縁部が輻射熱等で加熱される環境で使用される保護帽１０の場合には、突起部は、ライナ本体１６の頂部に設けられることが好ましい。図３（ａ）では、突起部２０ａが、ライナ本体１６の頂部に設けられている。保護帽本体１２の側方または周縁部が加熱される環境で使用される保護帽１０の場合には、保護帽本体１２の側方または周縁部よりも、保護帽本体１２の頂部の方が保護帽本体１２の温度が低くなる。そのため、ライナ本体１６の頂部に突起部２０ａを設けることにより、保護帽本体１２の周縁部に突起部を設けるよりも保護帽本体１２からの熱伝達による突起部２０ａの熱収縮等による変形を防止できる。
【００４７】
したがって、図３に示すように、突起部２０ａ〜２０ｋをライナ本体１６の周方向と経線方向にバランス良く配置することがより好ましい。これにより、保護帽本体１２の何れの領域が加熱された場合でも、ライナ本体１６の熱収縮を防止することができる。なお、図３に示す衝撃吸収ライナ１４では、ライナ本体１６の頂部に１個の突起部２０ａが配置され、ライナ本体１６の周縁部に４個の突起部２０ｆ〜２０ｋが配置され、ライナ本体１６の頂部と周縁部との間に４個の突起部２０ｂ〜２０ｅが配置され、合計で９個の突起部２０ａ〜２０ｋが設けられているが、ライナ本体１６に設けられる突起部は、少なくとも４つ形成されていればよく、９個に限定されることはない。また、図３に示す衝撃吸収ライナ１４では、突起部２０ａと、突起部２０ｂと、突起部２０ｄと、突起部２０ｆと、突起部２０ｈとは、略同一経線上に配置されているが、略同一経線上の配置に限定されることはない。また、突起部２０ａと、突起部２０ｃと、突起部２０ｅと、突起部２０ｇと、突起部２０ｋとについても同様に、略同一経線上の配置に限定されることはない。
【００４８】
突起部２０ａ〜２０ｋは、例えば、略円柱状に形成される。勿論、突起部２０ａ〜２０ｋの形状は、略円柱状に限定されることなく、略円錐状、角柱状、角錐状、半球状等でもよい。突起部２０ａ〜２０ｋの頂面は、保護帽本体１２の内周面よりも大きい表面粗さで形成されることが好ましい。保護帽本体１２の内周面と当接する突起部２０ａ〜２０ｋの頂面を保護帽本体１２の内周面よりも粗く形成することにより、保護帽本体１２の内周面と突起部２０ａ〜２０ｋとの接触面積を更に低減できるので、保護帽本体１２からライナ本体１６への熱伝達を更に抑えることができる。
【００４９】
次に、ライナ本体１６に４つの突起部を設けた衝撃吸収ライナ２２について説明する。図４は、衝撃吸収ライナ２２の構成を示す図であり、図４（ａ）は、衝撃吸収ライナ２２の上面図であり、図４（ｂ）は、衝撃吸収ライナ２２の断面図である。４つの突起部２４ａ〜２４ｄの配置場所は、突起部２４ａ〜２４ｄによって衝撃吸収ライナ２２が保護帽本体１２に上下左右当接され、ずれないよう固定される必要があることから、外周面に3つ、頭頂部に１つ設ける。具体的には、輻射熱を受けやすい保護帽本体１２の前面付近に近いライナ部に設けると熱が伝わりやすくなり、突起部が熱収縮しやすくなる。そのため、ライナ本体１６の上面から見て、ライナ下端部の後方に１個の突起部２４ａ、その突起部２４ａから左右の１２０度の位置に各１個の突起部２４ｂ、２４ｃの計３個を外周面に設け、頭頂部に１つの突起部２４ｄを設ける。この構成によれば、ライナ本体１６は、作業時の振動により、上下左右に揺れることは無く、ライナ本体１６がずれることはないため、衝撃吸収性を損なうことは無い。また保護帽本体１２の輻射熱を多く受ける部分である前方部付近のライナ本体１６に突起部を設けないため、突起部の熱収縮を抑えられ、またライナ本体１６の熱収縮も抑えられる。
【００５０】
また、衝撃吸収ライナ２２は、ライナ本体１６に５つの突起部を有することが好ましい。突起部の配置場所としては、図４に示すように、ライナ本体１６の上面から見て、ライナ下端部の後方に１個の突起部２４ａ、その突起部２４ａから左右の１２０度の位置に各１個の突起部２４ｂ、２４ｃの計３個を外周面に設け、頭頂部に１つの突起部２４ｄを設ける。残りの１つについては任意の場所に設ける。５つの突起部が上記のように配置されることにより、ライナ本体１６が上下左右にずれない。また、突起部の1つが熱収縮で変形したとしても、残りの４つの突起部により、ライナ本体１６と保護帽本体１２の接触する面積の増加を防止することができ、ライナ本体１６の熱収縮を抑えられる。
【００５１】
再び、図３に戻り、突起部２０ａ〜２０ｋの外径は、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。突起部２０ａ〜２０ｋの外径が１０ｍｍ以上であるのは、突起部２０ａ〜２０ｋの外径が１０ｍｍより小さいと突起部２０ａ〜２０ｋの強度が低くなり、通常動作時の振動により突起部が変形するおそれがあるためである。また、突起部２０ａ〜２０ｋの外径が２０ｍｍ以下であるのは、突起部２０ａ〜２０ｋの外径が２０ｍｍより大きいとライナ本体１６と保護帽本体１２との間の空間が狭くなり通気性が低下し、熱がライナ本体１６と保護帽本体１２との間に熱が滞留することにより、ライナ本体１６が温度上昇しやすくなるからである。
【００５２】
突起部２０ａ〜２０ｋの断面積の合計は、所定面積範囲内とすることが好ましい。突起部２０ａ〜２０ｋの断面積の合計がより小さい場合には、突起部２０ａ〜２０ｋの強度が低くなるので、突起部２０ａ〜２０ｋが通常の動作時による振動により変形する場合があるからである。また、突起部２０ａ〜２０ｋの断面積の合計がより大きい場合には、ライナ本体１６と保護帽本体１２との間の空間が狭くなり通気性が低下し、熱がライナ本体１６と保護帽本体１２との間に熱が滞留することにより、ライナ本体１６が温度上昇しやすくなるからである。
【００５３】
突起部２０ａ〜２０ｋの高さは、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。突起部２０ａ〜２０ｋの高さが２ｍｍ以上であるのは、突起部２０ａ〜２０ｋの高さが２ｍｍより小さいと突起部２０ａ〜２０ｋが熱収縮により少し変形した場合でも、ライナ本体１６と保護帽本体１２の内周面との接触面積が増加してしまい、保護帽本体１２からライナ本体１６への熱流量が増加し、ライナ本体１６が熱収縮し、変形する場合があるからである。また、突起部２０ａ〜２０ｋの高さが１０ｍｍ以下であるのは、突起部２０ａ〜２０ｋは、１０ｍｍの高さを有していれば十分であり、突起部２０ａ〜２０ｋの高さをそれ以上高くした場合には、ライナ本体１６と保護帽本体１２とのバランスのため、保護帽本体１２を大きくしなければならず、その結果保護帽１０の重量が増加するため、作業者の作業効率が低下するからである。
【００５４】
突起部２０ａ〜２０ｋは、ライナ本体１６と一体としてポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成されることが好ましい。このように突起部２０ａ〜２０ｋをライナ本体１６と一体として形成することにより、衝撃吸収ライナ１４の製造コストを低減することができる。勿論、他の条件次第では、突起部２０ａ〜２０ｋは、ライナ本体１６と別体として形成され、接着剤等で接着してライナ本体１６に取り付けられてもよい。また、突起部２０ａ〜２０ｋをライナ本体１６と別体として形成する場合には、ライナ本体１６と異なる材料で形成してもよい。例えば、突起部２０ａ〜２０ｋを、ライナ本体１６を形成するポリ乳酸系樹脂発泡成形体よりも高い耐熱性を有する材料で形成することができる。
【００５５】
このように、衝撃吸収ライナは、略半球殻状に形成されたライナ本体と、ライナ本体に設けられ、保護帽本体側に突出し、保護帽本体と当接する少なくとも４つの突起部と、を有しているので、保護帽本体と衝撃吸収ライナとの接触面積を低減することができる。それにより、保護帽本体から衝撃吸収ライナへの熱伝達が抑えられるので、衝撃吸収ライナの温度上昇を抑制して衝撃吸収性能を保持できる。突起部は、略半球殻状のライナ本体の周方向に所定間隔で複数配置されるので、保護帽本体からライナ本体に流入する熱を分散させて衝撃吸収ライナの温度上昇を抑えることができる。また、突起部を設けることにより、ライナ本体と保護帽本体との間に空間ができ、ライナ本体と保護帽本体との間を空気が流動することにより、ライナ本体の温度上昇が抑えられる。また、すくなくとも５つの突起部を有する構成であれば、一側方向から保護帽本体が加熱されて一側方向側に配置された突起部が熱収縮により変形した場合でも、他の突起部によりライナ本体と保護帽本体の内周面との接触面積の増加を防止することができるので、衝撃吸収ライナの温度上昇を抑制して衝撃吸収性能を保持できる。
【００５６】
突起部２０ａ〜２０ｋと保護帽本体１２との間には、保護帽本体１２からの熱伝達を抑える断熱部材３０が設けられることが好ましい。図５は、衝撃吸収ライナ１４の突起部２３と、保護帽本体１２の内周面と、の間に断熱部材３０を設けた構成を示す断面図である。突起部２０ｄと保護帽本体１２との間に断熱部材３０を設けることにより、保護帽本体１２からの熱伝達が断熱部材３０で抑制される。そのため、保護帽本体１２から突起部２０ｄへの熱の流入が抑えられるので、ライナ本体１６の温度上昇が抑制される。なお、図５は、代表的に突起部２０ｄについて示したものであり、他の突起部２０ａ〜２０ｃ、２０ｅ〜２０ｋについても保護帽本体１２の内周面との間に断熱部材３０を設けることが好ましい。
【００５７】
断熱部材３０には、ポリエスエル繊維等の合成樹脂繊維で形成された織物や不織布、ガラス繊維で形成されたグラスウールを用いることが好ましい。これらの繊維材料は、所定形状に容易に成形加工することができるからである。勿論、断熱部材３０には、合成樹脂繊維で形成された織物やグラスウール等に限定されることなく、熱伝導性の低い無機材料で形成されたセラミックスシート等を用いてもよい。
【００５８】
断熱部材３０は、例えば、シート状に形成され、突起部２０ａ〜２０ｋの頂面と略同じ大きさかまたは若干大きくなるように形成されることが好ましい。断熱部材３０は、例えば、突起部２０ａ〜２０ｋ及び保護帽本体１２の内周面と、例えば接着剤等で接着されて取り付けられる。接着剤には、保護帽本体１２の温度より高い耐熱性を有する高温タイプの接着剤が用いられる。勿論、接着剤等を用いないで、保護帽本体１２の内周面と突起部２０ａ〜２０ｋとで断熱部材３０を挟持して保持するようにしてもよい。
【００５９】
このように、衝撃吸収ライナの突起部と、保護帽本体と、の間に断熱部材が設けられることにより、保護帽本体から突起部を経由してライナ本体へ流入する熱を抑えることができるので、衝撃吸収ライナの温度上昇を抑制できる。
【００６０】
突起部２０ａ〜２０ｋと断熱部材３０との間には、放熱部材４０が設けられることが好ましい。図６は、衝撃吸収ライナ１４の突起部２０ｄと、断熱部材３０と、の間に放熱部材４０を設けた構成を示す断面図である。突起部２０ｄと断熱部材３０との間に放熱部材４０を設けることにより、保護帽本体１２から断熱部材３０を経由して流入した熱が放熱部材４０で放熱されて突起部２３への熱伝達が抑えられる。このように、保護帽本体１２から突起部２３への熱の流入が抑えられるので、ライナ本体１６の温度上昇が抑制される。
【００６１】
放熱部材４０は、突起部２３の頂面と断熱部材３０とより大きく形成され、放熱部材４０の周縁部を突起部２０ｄの頂面と断熱部材３０とより突出させて設けられる。放熱部材４０の周縁部を保護帽本体１２とライナ本体１６との間に形成される空間３４へ突出させることにより、断熱部材３０から流入した熱を保護帽本体１２とライナ本体１６との間に形成される空間３４へ放熱して突起部２０ｄへの熱伝達が抑えられる。このように、保護帽本体１２から突起部２３への熱の流入が抑えられるので、ライナ本体１６の温度上昇が抑制される。なお、図６は代表的に突起部２０ｄについて示したものであり、他の突起部２０ａ〜２０ｃ、２０ｅ〜２０ｆについても断熱部材３０との間に放熱部材４０を設けることが好ましい。
【００６２】
放熱部材４０には、金属シートを用いることが好ましい。金属材料は、熱伝導特性に優れているので断熱部材３０から流入した熱を効率的に放熱することができる。また、金属シートには、アルミニウムシート、アルミニウム合金シート、銅シート、または銅合金シートを用いることが好ましい。アルミニウムや銅は、他の金属材料よりも熱伝導性に優れているため、放熱部材４０の放熱特性が更に向上するからである。なお、金属シートには、軽量化の点からアルミ箔や銅箔等の金属箔を用いることが好ましい。
【００６３】
放熱部材４０は、突起部２０ａ〜２０ｋ及び断熱部材３０と、例えば接着剤等で接着されて取り付けられる。接着剤には、保護帽本体１２の温度より高い耐熱性を有する高温タイプの接着剤が用いられる。勿論、接着剤等を用いないで、突起部２０ａ〜２０ｋと断熱部材３０とで放熱部材４０を挟持して保持するようにしてもよい。
【００６４】
このように、衝撃吸収ライナの突起部と、断熱部材と、の間に、周縁部を保護帽本体とライナ本体との間に突出させた金属箔等の放熱部材を設けることにより、保護帽本体と断熱部材とを経由して流入した熱を放熱部材で放熱させてライナ本体へ流入する熱を抑えることができるので、衝撃吸収ライナの温度上昇を抑制できる。
【００６５】
次に、保護帽１０の製造方法について説明する。
【００６６】
保護帽１０の製造方法は、略半球殻状の保護帽本体１２を形成する保護帽本体形成工程と、保護帽本体１２の内側に設けられ、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、略半球殻状に形成されたライナ本体１６と、ライナ本体１６に設けられ、保護帽本体１２側に突出し、保護帽本体１２の内周面と当接する少なくとも４つの突起部と、を有する衝撃を吸収する衝撃吸収ライナ１４を形成する衝撃吸収ライナ形成工程と、を備えている。
【００６７】
まず、保護帽本体１２を形成する保護帽本体形成工程について説明する。
【００６８】
図７は、保護帽本体１２の形成方法を示す図である。保護帽本体１２の形成方法は、強化繊維で略半球殻状の繊維プリフォーム４０を形成する繊維プリフォーム形成工程と、繊維プリフォーム４０に熱硬化性樹脂と硬化剤とを含む樹脂組成物４４を塗布または含浸する樹脂組成物含浸工程と、繊維プリフォーム４０に塗布または含浸された樹脂組成物４４を加熱硬化する樹脂硬化工程と、を備えている。
【００６９】
繊維プリフォーム形成工程は、図７（ａ）に示すように、強化繊維で、略半球殻状に繊維プリフォーム４０を形成する工程である。強化繊維には、上述したガラス繊維等が用いられる。ガラスロービング等のガラス繊維をカッタ等で所定の繊維長に切断しガラス短繊維とした後、ガラス短繊維を用いて略半球殻状の芯材を形成する。
【００７０】
次に、ガラス短繊維で形成した略半球殻状の芯材にバインダをスプレーガン等でスプレーし、ガラス短繊維間を固着させて繊維プリフォーム４０が形成される。繊維プリフォーム４０の重量は、保護帽本体１２の重量の略３０％が好ましいが、特に、限定されることはない。
【００７１】
樹脂組成物含浸工程は、繊維プリフォーム４０に、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、を含む樹脂組成物４４を塗布または含浸する工程である。まず、繊維プリフォーム４０に塗布または含浸される樹脂組成物４４について説明する。
【００７２】
樹脂組成物４４は、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、遮熱材料と、を含んで構成される。熱硬化性樹脂は、保護帽本体１２を形成する繊維強化複合材料のマトリックス樹脂となる液状の合成樹脂であり、上述した不飽和ポリエステル樹脂等が用いられる。不飽和ポリエステル樹脂には、一般的な、ジャパンコンポジット株式会社製の商品名ポリホープ、昭和高分子株式会社製の商品名リゴラック、日本ユピカ株式会社の商品名ユピカ、ディーエイチマテリアル株式会社の商品名サンドーマ等を使用することができる。
【００７３】
硬化剤は、熱硬化性樹脂を硬化させる材料であり、例えば、不飽和ポリエステル樹脂の場合には、有機過酸化物等が用いられる。不飽和ポリエステル樹脂用の硬化剤には、一般的な、化薬アクゾ株式会社の商品名カヤメック、日本油脂株式会社の商品名パーキュアー等を使用することができる。硬化剤は、例えば、熱硬化性樹脂１００重量部に対して１重量部以上２重量部以下の割合で添加されることが好ましい。
【００７４】
遮熱材料には、上述した平均粒子径０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタン等が用いられる。ここで、樹脂組成物４４は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して遮熱材料を５．４重量部より多く４５．０重量部より少ない割合で含有することが好ましい。熱硬化性樹脂１００重量部に対して遮熱材料の割合が５．４重量部以下の場合には、十分な赤外線反射特性が得られないからである。また、熱硬化性樹脂１００重量部に対して遮熱材料の割合が４５．０重量部以上の場合には、樹脂組成物４４の粘度が高くなることにより成形性が悪くなり、保護帽本体１２の機械的強度が低下するからである。
【００７５】
樹脂組成物４４は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して遮熱材料を１１．３重量部以上２５．８重量部以下の割合で含有させることがより好ましい。熱硬化性樹脂１００重量部に対して遮熱材料の割合が１１．３重量部以上２５．８重量部以下の範囲では、保護帽本体１２の赤外線反射特性と機械的強度とを満足させることができるからである。なお、樹脂組成物４４は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して遮熱材料を１１．３重量部の割合で含有させることが最も好ましい。
【００７６】
樹脂組成物４４には、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、遮熱材料とに加えて、内部離型剤と、顔料と、充填剤等とを添加してもよい。
【００７７】
ここで、遮熱材料に平均粒子径０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを用いる場合においても、酸化チタン等の白色顔料を用いることが好ましい。白色顔料に使用される酸化チタンは、その平均粒子径が遮熱材料に用いられる酸化チタンの平均粒子径より小さいので、白色顔料に使用される酸化チタンの可視光領域反射特性は、遮熱材料に用いられる平均粒子径の大きい酸化チタンより高くなる。そのため、酸化チタン等の白色顔料を合わせて用いることにより、保護帽本体１２の着色効果をより向上させることができる。
【００７８】
樹脂組成物４４は、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、遮熱材料と、内部離型剤と、顔料等と、をミキサ等でより均一となるように攪拌混合して、例えば、ペースト状に調製される。そして、繊維プリフォーム４０は、図７（ｂ）に示すように金型の下型４２にセットされた後、図７（ｃ）に示すように樹脂組成物４４が塗布または含浸される。なお、樹脂組成物４４の塗布または含浸には、一般的な合成樹脂液の塗布方法または含浸方法を用いることができる。
【００７９】
樹脂硬化工程は、繊維プリフォーム４０に塗布または含浸された樹脂組成物４４を加熱硬化する工程である。図７（ｄ）に示すように、樹脂組成物４４が塗布または含浸された繊維プリフォーム４６に上型４８がセットされて加熱されることにより、繊維プリフォーム４０に塗布または含浸された樹脂組成物４４が加熱されて樹脂硬化する。
【００８０】
加熱温度は、熱硬化性樹脂や硬化剤等の種類に基づいて所定温度に定められる。また、樹脂組成物４４が塗布または含浸された繊維プリフォーム４６の加熱時には所定圧力で加圧することが好ましい。繊維プリフォーム４０に塗布または含浸された樹脂組成物４４の加熱硬化処理には、例えば、熱プレス装置等が使用される。
【００８１】
そして、図７（ｅ）に示すように加熱硬化後に金型の上型４８と下型４２とが外されて保護帽予備本体５０が取り出された後、保護帽予備本体５０のバリ等が除去されて保護帽本体１２の形成が完了する。
【００８２】
次に、保護帽本体について、遮熱性能試験と、衝撃吸収性試験と、耐貫通試験とを行い、保護帽本体の遮熱特性と機械的特性について評価した。まず、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４における保護帽本体の形成方法について説明する。
【００８３】
繊維プリフォーム４０には、ガラスロービングからカッタで所定長さに切断したガラス短繊維を用いて略半球殻状に形成されたガラス繊維プリフォームを用いた。ガラス繊維プリフォームの重量は、保護帽本体の重量の３０％とした。保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４には、いずれも同じ条件で形成されたガラス繊維プリフォームを使用した。
【００８４】
次に、ガラス繊維プリフォームに含浸する樹脂組成物４４を作製した。樹脂組成物４４は、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、遮熱材料と、内部離型剤と、顔料と、をミキサで攪拌混合してペースト状に調製された。図８は、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４に使用した樹脂組成物の組成を示す図である。保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４に使用した樹脂組成物を構成する熱硬化性樹脂と、硬化剤と、遮熱材料と、内部離型剤と、顔料とは、いずれも同じ材料を使用した。
【００８５】
熱硬化性樹脂には、不飽和ポリエステル樹脂を用いた。不飽和ポリエステル樹脂には、保護帽の製造で使用される上述した一般的な市販品を使用した。また、硬化剤には、不飽和ポリエステル樹脂用の硬化剤に用いられる上述した一般的な市販品を使用した。
【００８６】
遮熱材料には、平均粒子径１．０μｍの酸化チタンを用いた。平均粒子径１．０μｍの酸化チタンには、テイカ株式会社製の酸化チタンＪＲ−１０００を使用した。使用した酸化チタンの結晶構造はルチル形であり、屈折率は２．７２であり、比重は４．２である。なお、平均粒子径は、株式会社ニレコ製の小型汎用画像解析装置「ＬＵＺＥＸ ＡＰ」により重量基準水平方向等分径を測定した値である。
【００８７】
なお、内部離型剤と顔料とには、保護帽の製造で使用される一般的な市販品を使用した。
【００８８】
保護帽本体実施例１に使用した樹脂組成物には、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部と、酸化チタン５．４重量部と、硬化剤１〜２重量部と、所定量の内部離型剤と、所定量の顔料と、を攪拌混合したものを用いた。
【００８９】
保護帽本体実施例２に使用した樹脂組成物には、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部と、酸化チタン１１．３重量部と、硬化剤１〜２重量部と、所定量の内部離型剤と、所定量の顔料と、を攪拌混合したものを用いた。
【００９０】
保護帽本体実施例３に使用した樹脂組成物には、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部と、酸化チタン２５．８重量部と、硬化剤１〜２重量部と、所定量の内部離型剤と、所定量の顔料と、を攪拌混合したものを用いた。
【００９１】
保護帽本体実施例４に使用した樹脂組成物には、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部と、酸化チタン４５．０重量部と、硬化剤１〜２重量部と、所定量の内部離型剤と、所定量の顔料と、を攪拌混合したものを用いた。
【００９２】
そして、ガラス繊維プリフォームを金型の下型４２に配置した後、上述した樹脂組成物をガラス繊維プリフォームに含浸した。
【００９３】
次に、樹脂組成物が含浸されたガラス繊維プリフォームを金型の上型４８と下型４２とで挟んで熱プレス機により熱プレスした。保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４では、いずれも同じ加熱加圧条件で樹脂硬化した。なお、加熱加圧条件には、一般的な不飽和ポリエステル樹脂の硬化条件を用いた。加熱硬化後、金型の上型４８と下型４２とを外して、樹脂硬化した保護帽本体を取り出した。そして、保護帽本体に保護帽装着品等を取り付けて保護帽とした。
【００９４】
次に、保護帽本体比較例１の形成方法について説明する。
【００９５】
保護帽本体比較例１に使用した繊維プリフォームには、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４と同様方法で形成したガラス繊維プリフォームを使用した。
【００９６】
保護帽本体比較例１に使用した樹脂組成物は、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部と、硬化剤１〜２重量部と、所定量の内部離型剤と、所定量の顔料と、を攪拌混合してペースト状に調製したものを用いた。したがって、比較例１で用いた樹脂組成物には、酸化チタンＪＲ−１０００は含有されていない。なお、不飽和ポリエステル樹脂と、硬化剤と、内部離型剤と、顔料とには、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４に使用した材料と同一の材料を使用した。
【００９７】
樹脂組成物をガラス繊維プリフォームに含浸し、ガラス繊維プリフォームに含浸された樹脂組成物を加熱硬化した。加熱硬化条件は、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４で用いた加熱硬化条件と同様な条件とした。その後、遮熱性顔料を含むポリウレタン樹脂系の遮熱塗料を塗装し、保護帽装着品等を取り付けて保護帽とした。
【００９８】
次に、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４、保護帽本体比較例１を各々用いた保護帽について遮熱性評価試験を実施した。
【００９９】
まず、遮熱性評価試験の試験方法について説明する。図９は、遮熱性評価試験方法を示す図である。遮熱性評価試験は、合成樹脂シート等で断熱性に優れた箱状容器（図示せず）を作製し、箱状容器内の鉛直方向下側に保護帽を装着した発泡人頭模型を配置し、保護帽の鉛直上方上側にハロゲンランプを配置して、ハロゲンランプで保護帽を照射することにより行われた。箱状容器（図示せず）のサイズを、高さ７５０ｍｍ、幅４５０ｍｍ、奥行き３００ｍｍとした。ハロゲンランプには、５００Ｗランプ（発売元：株式会社高儀、品名：ＥＭ防雨タイプ作業用ハロゲン投光器ＷＬＧ−５００）を使用し、１００Ｖの交流安定化電源を使用した。ハロゲンランプから保護帽の頂上までの距離を３００ｍｍとした。
【０１００】
次に、測温箇所に熱電対等の温度センサを設けて、ハロゲンランプを照射した後、２０分間の温度測定を実施した。図１０は、温度測定を行った測温箇所を示す図である。温度測定は、発泡人頭模型が装着される側である保護帽内表面と、発泡人頭模型の頭頂部と、発泡人頭模型が装着される側と反対側の保護帽外表面とについて行われた。なお、試験は室温２５℃、湿度６０％で行っているので、ハロゲンランプ照射前の温度は、いずれも２５℃である。
【０１０１】
図１１は、遮熱性試験結果を示す図である。図１１に示される保護帽外表面温度と、保護帽内表面温度と、人頭頭頂部温度とは、ハロゲンランプの照射開始から２０分間経過後の測定温度である。
【０１０２】
保護帽本体実施例１を用いた保護帽では、保護帽外表面温度６６．３℃、保護帽内表面温度６３．５℃、人頭頭頂部温度４７．２℃であり、保護帽本体実施例２を用いた保護帽では、保護帽外表面温度６２．６℃、保護帽内表面温度５９．９℃、人頭頭頂部温度４４．７℃であり、保護帽本体実施例３を用いた保護帽では、保護帽外表面温度６１．０℃、保護帽内表面温度５８．８℃、人頭頭頂部温度４４．４℃であり、保護帽本体実施例４を用いた保護帽では、保護帽外表面温度６１．３℃、保護帽内表面温度５８．９℃、人頭頭頂部温度４３．４℃であった。
【０１０３】
これに対して、保護帽本体比較例１を用いた保護帽では、保護帽外表面温度６４．３℃、保護帽内表面温度６２．８℃、人頭頭頂部温度４８．３℃であった。
【０１０４】
保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４を用いた保護帽では、２０分経過後の人頭頭頂部温度が保護帽本体比較例１の保護帽よりも低く、遮熱特性の向上が認められた。また、保護帽本体実施例２から保護帽本体実施例４を用いた保護帽では、２０分経過後の人頭頭頂部温度が４３．４℃から４４．７℃と低く、保護帽本体比較例１を用いた保護帽に対して３．６℃から４．９℃の温度低下が認められ、他の保護帽より更に遮熱特性が向上した。
【０１０５】
次に、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４を用いた保護帽について衝撃吸収性試験を実施した。
【０１０６】
まず、衝撃吸収性試験の試験方法について説明する。図１２は、衝撃吸収性試験方法を示す図である。保護帽の衝撃吸収性試験は、労働安全衛生法規格検定による性能試験の衝撃吸収性Ｉ試験に準拠して行った。所定の曝露条件に保護帽を曝露した後、曝露後の保護帽を人頭模型に装着し、５ｋｇの半球形ストライカを保護帽の鉛直上方１ｍの高さから保護帽の頂部に落下させることにより、人頭模型にかかる最大衝撃荷重を測定することにより行われた。
【０１０７】
保護帽の曝露条件は、低温曝露（−１０℃）と、高温曝露（５０℃）と、水中浸漬曝露（２１℃）と、の３条件について行い、人頭模型にかかる最大衝撃荷重が４．９ｋＮ以下を合格とした。半球形ストライカには、ＪＩＳ Ｇ３１０１（一般構造用圧延鋼材）に規定されるＳＳ４０の規格に適合する鋼材を用い、かつ、半径４８ｍｍの半球形衝撃面を有するストライカを使用した。なお、衝撃吸収性試験では、低温曝露（−１０℃）と、高温曝露（５０℃）と、水中浸漬曝露（２１℃）の曝露条件で曝露した後、１分間以内に半球形ストライカを保護帽に落下させて試験終了するようにした。
【０１０８】
図１３は、衝撃吸収性試験結果を示す図である。保護帽本体実施例１を用いた保護帽では、低温曝露（−１０℃）では２．４ｋＮ、高温曝露（５０℃）では２．２ｋＮ、水中浸漬曝露（２１℃）では２．５ｋＮであり、保護帽本体実施例２を用いた保護帽では、低温曝露（−１０℃）では２．６ｋＮ、高温曝露（５０℃）では２．２ｋＮ、水中浸漬曝露（２１℃）では２．３ｋＮであり、保護帽本体実施例３を用いた保護帽では、低温曝露（−１０℃）では２．４ｋＮ、高温曝露（５０℃）では２．２ｋＮ、水中浸漬曝露（２１℃）では２．４ｋＮであり、保護帽本体実施例４を用いた保護帽では、低温曝露（−１０℃）では２．５ｋＮ、高温曝露（５０℃）では２．１ｋＮ、水中浸漬曝露（２１℃）では２．６ｋＮであった。
【０１０９】
このように衝撃吸収性試験の試験結果は、いずれの保護帽においても、低温曝露（−１０℃）の最大衝撃荷重が２．４ｋＮ〜２．６ｋＮであり、高温曝露（５０℃）の最大衝撃荷重が２．１ｋＮ〜２．２ｋＮであり、水中浸漬曝露（２１℃）の最大衝撃荷重が２．３ｋＮ〜２．６ｋＮであった。この試験結果から、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４を用いた保護帽は、いずれも最大衝撃荷重が４．９ｋＮ以下を満足した。
【０１１０】
次に、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４を用いた保護帽について耐貫通性試験を実施した。
【０１１１】
まず、耐貫通試験の試験方法について説明する。図１４は、耐貫通試験方法を示す図である。保護帽の耐貫通試験は、労働安全衛生法規格検定による性能試験の耐貫通性試験（貫通Ｉ試験）に準拠して行った。耐貫通試験は、室温で、人頭模型に装着した保護帽に対して、先端６０度の角度を有する円錐形で３ｋｇの円錐形ストライカを、保護帽の鉛直上方１ｍの高さから、保護帽の頂部を中心とする直径１０ｃｍの円周内に自由落下させて行われた。そして、円錐形ストライカの落下後、円錐形ストライカの先端から人頭模型までの距離（余裕量）を測定した。余裕量は、保護帽の頂部を中心とする直径１０ｃｍの円周内の４箇所に円錐形ストライカを自由落下させて、それらの平均値を求めた。なお、円錐形ストライカの先端が人頭模型に接触しない保護帽をより好ましい保護帽とした。
【０１１２】
図１５は、耐貫通試験結果を示す図である。保護帽本体実施例１を用いた保護帽の余裕量は１０ｍｍであり、保護帽本体実施例２を用いた保護帽の余裕量は８ｍｍであり、保護帽本体実施例３を用いた保護帽の余裕量は４ｍｍであり、保護帽本体実施例４を用いた保護帽の余裕量は０ｍｍであった。この結果から不飽和ポリエステル樹脂に対する酸化チタンＪＲ−１０００の割合が高くなるほど保護帽の耐貫通性が低下し、酸化チタンが４５．０重量部含まれる保護帽本体実施例４を用いた保護帽では余裕量が０ｍｍであることがわかった。
【０１１３】
このように上述した保護帽本体の形成方法によれば、強化繊維で、略半球殻状の繊維プリフォームを形成する繊維プリフォーム形成工程と、繊維プリフォームに、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、を含む樹脂組成物を塗布または含浸する樹脂組成物含浸工程と、繊維プリフォームに塗布または含浸された樹脂組成物を加熱硬化する樹脂硬化工程と、を備え、樹脂組成物は、遮熱材料である平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを含むので、保護帽本体の成形後に更に塗装等の余分な作業を省略することができる。そのため、保護帽の生産性がより向上し、保護帽の製造コストが抑えられる。また、保護帽本体には塗膜が形成されていないので、保護帽がより軽量化される。
【０１１４】
また、上述した保護帽本体形成方法によれば、樹脂組成物は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して、遮熱材料である平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを５．４重量部より多く４５．０重量部よりも少ない割合で含有しているので、保護帽の機械的強度を満足した状態で、保護帽の遮熱効果をより向上させることができる。
【０１１５】
更に、上述した保護帽本体形成方法によれば、樹脂組成物は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して、遮熱材料である平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを１１．３重量部以上２５．８重量部以下の割合で含有しているので、保護帽の機械的強度を満足した状態で、保護帽の遮熱効果を更に高めることができる。
【０１１６】
次に、衝撃吸収ライナ１４を形成する衝撃吸収ライナ形成工程について説明する。
【０１１７】
まず、衝撃吸収ライナ１４を形成するポリ乳酸系樹脂発泡成形体の成形方法について説明する。ポリ乳酸系樹脂発泡成形体は、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を型内発泡成形して得られるが、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子は押出発泡によって製造されたものであることが好ましい。はじめに、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の成形に用いられるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造方法について説明する。
【０１１８】
先ず、上述したポリ乳酸系樹脂を押出機に供給して発泡剤の存在下にて溶融混練した後、押出機の先端に取り付けた金型から押出発泡させる。この押出発泡させて得られたポリ乳酸系樹脂押出発泡体の形態は、特に限定されず、ストランド状、シート状などが挙げられるが、ストランド状が好ましい。これらのポリ乳酸系樹脂押出発泡体を粒子状に切断することでポリ乳酸系樹脂発泡粒子が得られる。
【０１１９】
発泡剤としては、従来から汎用されているものが用いられ、例えば、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ヒドラゾイルジカルボンアミド、重炭酸ナトリウムなどの化学発泡剤；プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ヘキサンなどの飽和脂肪族炭化水素、ジメチルエーテルなどのエーテル類、塩化メチル、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、モノクロロジフルオロメタンなどのフロン、二酸化炭素、窒素などの物理発泡剤などが挙げられ、ジメチルエーテル、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、二酸化炭素が好ましく、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンがより好ましく、ノルマルブタン、イソブタンが特に好ましい。なお、発泡剤は単独で用いられてもよいし、二種以上が併用されてもよい。
【０１２０】
押出機に供給される発泡剤量としては、少ないと、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体を所望発泡倍率まで発泡させることができないことがある一方、多いと、発泡剤が可塑剤として作用することから溶融状態のポリ乳酸系樹脂の粘弾性が低下し過ぎて発泡性が低下し良好なポリ乳酸系樹脂発泡押出発泡体を得ることができない場合或いはポリ乳酸系樹脂押出発泡体の発泡倍率が高過ぎる場合があるので、ポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．１〜５重量部が好ましく、０．２〜４重量部がより好ましく、０．３〜３重量部が特に好ましい。
【０１２１】
押出機には気泡調整剤が添加されることが好ましいが、気泡調整剤の多くは、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体の結晶核剤として作用するため、ポリ乳酸系樹脂の結晶化を促進しない気泡調整剤を用いることが好ましく、このような気泡調整剤としては、ポリテトラフルオロエチレン粉末、アクリル樹脂で変性されたポリテトラフルオロエチレン粉末が好ましい。そして、ポリテトラフルオロエチレン粉末、及び、アクリル樹脂で変性されたポリテトラフルオロエチレン粉末は、ポリ乳酸系樹脂の結晶化を殆ど促進することなく、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体の気泡の微細化を図ることができる。
【０１２２】
押出機に供給される気泡調整剤の量としては、少ないと、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体の気泡が粗大となり、最終的に得られるポリ乳酸系樹脂発泡成形体の外観が低下することがある一方、多いと、ポリ乳酸系樹脂を押出発泡させる際に破泡を生じてポリ乳酸系樹脂押出発泡体の独立気泡率が低下することがあるので、ポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．０１〜３重量部が好ましく、０．０５〜２重量部がより好ましく、０．１〜１重量部が特に好ましい。
【０１２３】
押出機には、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の物性を損なわない範囲内において、着色剤、滑剤、劣化防止剤、帯電防止剤、難燃剤などの添加剤を添加してもよい。
【０１２４】
押出機としては、従来から汎用されている押出機であれば、特に限定されず、例えば、単軸押出機、二軸押出機、複数の押出機を連結させたタンデム型の押出機を用いることができ、タンデム型の押出機を用いることが好ましい。
【０１２５】
そして、押出機内において発泡剤と共に溶融混練されて発泡剤が分散されたポリ乳酸系樹脂は、押出機の先端に取り付けられた金型から押し出されると直ちに発泡してポリ乳酸系樹脂押出発泡体となる。
【０１２６】
押出機に取り付ける金型としては、特に限定されないが、ポリ乳酸系樹脂を押出発泡させて均一微細な気泡を形成できる金型が好ましく、このような金型としては、ノズル金型が好ましく、ノズルを複数有するマルチノズル金型がより好ましい。
【０１２７】
マルチノズル金型のノズルの出口直径は、小さいと、押出圧力が高くなりすぎて押出発泡が困難となることがある一方、大きいと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の径が大きくなって金型への充填性が低下するので、０．２〜２ｍｍが好ましく、０．３〜１．６ｍｍがより好ましく、０．４〜１．２ｍｍが特に好ましい。
【０１２８】
そして、押出機から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出発泡体を冷却して、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体の結晶化が進行するのを抑制する。
【０１２９】
ポリ乳酸系樹脂押出発泡体の冷却方法としては、押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出発泡体の結晶化度の上昇を速やかに停止できる方法が好ましく、具体的には、押出機から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出発泡体を水面に浮かせて冷却する方法、押出機から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出発泡体に水などを霧状に吹き付ける方法、低温に温度調節された冷却板上に、押出機から押出発泡されたポリ乳酸系樹脂押出発泡体を接触させることによって冷却させる方法、押出機から押出発泡された押出発泡体に冷風などの冷却された気体を吹き付ける方法などが挙げられる。なお、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体を水面に浮かせて冷却する場合は、水温は０〜４５℃に調整することが好ましい。
【０１３０】
ポリ乳酸系樹脂押出発泡体を粒子状に切断する切断機としては、ペレタイザやホットカット機などが用いられ、又、切断機の切断方法としては、ドラムカッタ式やファンカッタ式があるが、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体の切断時にポリ乳酸系樹脂押出発泡体に割れや欠けが発生しにくいことから、ファンカッタ式の切断方法を用いることが好ましい。なお、上記では、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体の冷却後に、ポリ乳酸系樹脂押出発泡体を切断する場合を説明したが、押出機から押出発泡させると同時にポリ乳酸系樹脂押出発泡体を切断して粒子状とした後に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を冷却するようにしてもよい。
【０１３１】
このようにして得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度は、小さいと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の連続気泡率が上昇して、型内発泡成形における発泡時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子に必要な発泡力を付与することができない虞れがある一方、大きいと、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の気泡が不均一となって、型内発泡成形時におけるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡性が不充分となることがあるので、０．０４〜０．３ｇ／ｃｍ３が好ましい。
【０１３２】
なお、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度は、ＪＩＳ Ｋ６９１１：１９９５年「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠して測定されたものをいう。即ち、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠した見掛け密度測定器を用いて測定し、数１の式に基づいてポリ乳酸系樹脂発泡粒子の嵩密度が測定される。
【数１】
【０１３３】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の粒子径は、小さいと、型内発泡成形時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡性が低下することがある一方、大きいと、型内発泡成形時に金型内へのポリ乳酸系樹脂発泡粒子の充填性が低下することがあるので、１．０〜５．０ｍｍが好ましく、２．０〜４．０ｍｍがより好ましい。
【０１３４】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度は、高いと、型内発泡成形時にポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の融着性が低下することがあるので、３０％未満が好ましく、３〜２８％がより好ましく、５〜２６％が特に好ましい。
【０１３５】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いてＪＩＳ Ｋ７１２１に記載の測定方法に準拠して５℃／分の昇温速度にて昇温しながら測定された１ｍｇ当たりの発熱量及び１ｍｇ当たりの融解熱量に基づいて数２の式により算出することができる。
【数２】
【０１３６】
このように、得られるポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度を３０％未満に調整することによって、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の融着性を確保し、型内発泡成形時におけるポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の融着性を良好なものとすることができる。
【０１３７】
次に、このポリ乳酸系樹脂発泡粒子を用いて型内発泡成形し、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体を成形する方法について説明する。
【０１３８】
まず、上記のポリ乳酸系樹脂発泡粒子から更に高発泡倍率に発泡したポリ乳酸系樹脂発泡粒子を製造する。具体的には、上記ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を圧力容器内に供給し、この圧力容器内にガスを圧入してポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させて、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に高い発泡性を付与し、この発泡性を付与されたポリ乳酸系樹脂発泡粒子を攪拌しながら６０〜８０℃の熱風で加熱することで更に高発泡倍率に発泡したポリ乳酸系樹脂発泡粒子が得られる。なお、上記ガスとしては、例えば、二酸化炭素、窒素、空気などが挙げられ、二酸化炭素が好ましい。
【０１３９】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させる際のガス圧は、低いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に充分な発泡性を付与させることができない一方、高いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡性が向上し過ぎて、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱、発泡させた際に破泡を生じる虞れがあるので、ゲージ圧０．５〜３ＭＰａが好ましく、ゲージ圧１．０〜２．０ＭＰａがより好ましい。
【０１４０】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させる時間は、１時間以上が好ましく、２時間以上がより好ましい。又、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させる温度は、０〜４０℃が好ましく、１０〜３０℃がより好ましい。
【０１４１】
又、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の加熱に際して、水蒸気や水分を多く含んだ熱風を用いると、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度が上昇し易く、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の型内発泡成形時に、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の融着性が低下する虞れがあるため好ましくない。
【０１４２】
そして、このようにして得られた高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を雌雄金型間に形成され且つ密閉し得ないキャビティ内に充填して加熱し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を発泡させることによって、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を発泡させて発泡粒子同士をそれらの発泡圧によって互いに融着一体化させると共にポリ乳酸系樹脂の結晶化度を上昇させて、融着性及び耐熱性に優れた所望形状を有するポリ乳酸系樹脂発泡成形体を得ることができる。
【０１４３】
なお、金型内に充填した高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子の加熱媒体としては、特に限定されず、水蒸気の他に、熱風、温水などが挙げられるが、６０〜１００℃の水を用いることが好ましい。これは、水は、液体状であって比熱が大きいことから、温度が低くても金型内のポリ乳酸系樹脂発泡粒子に発泡に必要な高い熱量を充分に付与することができるからである。
【０１４４】
金型内に充填した高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子に６０〜１００℃の水を供給してポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱する方法としては、特に限定されず、例えば、（１）従来から用いられている型内発泡成形機において水蒸気の代わりに６０〜１００℃の水を金型内に供給する方法、（２）ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を充填した金型を６０〜１００℃の水中に浸漬してポリ乳酸系樹脂発泡粒子に水を供給する方法などが挙げられ、複雑な形状の金型であっても金型全体、即ち、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を全体的に均一に加熱、発泡させることができることから、上記（２）の方法が好ましい。
【０１４５】
金型内に充填した高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子の加熱された水による加熱時間は、短いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の加熱が不充分となってポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の熱融着が不充分となり、或いは、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度が充分に上昇せず、得られるポリ乳酸系樹脂発泡成形体の耐熱性が低下することがある一方、長いと、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の生産性が低下するので、２０秒〜１時間が好ましい。
【０１４６】
６０〜１００℃の水で高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱して型内発泡成形を行った後、金型内に形成されたポリ乳酸系樹脂発泡成形体を冷却した上で金型を開放して所望形状を有するポリ乳酸系樹脂発泡成形体を得ることができる。
【０１４７】
得られたポリ乳酸系樹脂発泡成形体の結晶化度は、低いと、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の耐熱性が低下する一方、高いと、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体が脆くなることがあるので、好ましくは４０〜６５％、より好ましくは４５〜６４％、特に好ましくは５０〜６３％となるように型内発泡成形条件を調整するのがよい。なお、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の結晶化度の測定方法は、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の結晶化度の測定方法と同様であるのでその説明を省略する。
【０１４８】
ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の融着率は、６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。なお、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の融着率は、下記の要領で測定されたものをいう。先ず、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の表面に一対の長辺の中心同士を結ぶ直線に沿ってカッターナイフで深さ約３ｍｍの切り込み線を入れた後、この切り込み線に沿って発泡成形体を手で二分割し、その破断面における発泡粒子について、粒子内で破断している粒子の数（ａ）と、粒子同士の境界面で破断している粒子の数（ｂ）とを数え、数３の式に代入して融着率（％）が求められる。
【数３】
【０１４９】
なお、型内発泡成形するにあたっては、得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子に更にガスを含浸させてもよい。このようなガスとしては、例えば、二酸化炭素、窒素、空気などが用いられ、二酸化炭素が好ましい。ポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させてポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡性を向上させることにより、型内発泡成形時におけるポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士の融着性が向上し、得られるポリ乳酸系樹脂発泡成形体は更に優れた機械的強度を有する。
【０１５０】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させる際のガス圧は、低いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子に充分にガスを含浸させることができず、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡力を充分に向上させることができない一方、高いと、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の発泡力が向上し過ぎて、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を発泡させた際に破泡を生じ或いは型内発泡成形時の冷却時間が延びる虞れがあるので、０．２〜２．０ＭＰａが好ましく、０．５〜１．０ＭＰａがより好ましい。
【０１５１】
ポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させる時間は、１時間以上が好ましく、２時間以上がより好ましい。又、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子にガスを含浸させる温度は、０〜４０℃が好ましく、１０〜３０℃がより好ましい。
【０１５２】
ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の１５０℃での加熱寸法変化率は、５％未満であることが好ましく、１％未満であることがより好ましい。
【０１５３】
ポリ乳酸系樹脂発泡成形体における１５０℃での加熱寸法変化率は、ＪＩＳ Ｋ６７６７に準拠して測定されたものをいう。具体的には、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体を、ＪＩＳ Ｋ７１００に規定された標準温湿度状態、即ち、２３℃、相対湿度５０％に維持された恒温恒湿室内に２４時間に亘って放置した後、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体から縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍで、厚さは発泡成形体の厚みのままの試験片を切り出す。
【０１５４】
次に、上記試験片の上面中央部に、３本の直線を５０ｍｍ間隔で互いに平行な状態に縦方向に沿って描くと共に、３本の直線を５０ｍｍ間隔で互いに平行な状態に横方向に沿って描く。そして、試験片の上面中央部に描いた６本の直線の長さを測定し、６本の直線の長さの相加平均値を算出し、加熱前寸法Ｌ1 とする。
【０１５５】
しかる後、上記試験片を１５０℃に保持した熱風循環式乾燥機内に水平状態に放置して２２時間に亘って加熱した後に熱風循環式乾燥機から取り出し、続いて、試験片をＪＩＳ Ｋ７１００に規定された標準温湿度状態、即ち、２３℃、相対湿度５０％に維持された恒温恒湿室内に１時間に亘って放置する。
【０１５６】
次に、上記試験片の上面中央部に描いた６本の直線の長さを測定し、６本の直線の長さの相加平均値を算出し、加熱後寸法Ｌ2 とし、数４の式に基づいて、１５０℃での加熱寸法変化率を算出する。
【数４】
【０１５７】
衝撃吸収ライナ１４は、発泡体密度が０．０４ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下のポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成されることが好ましい。更に、衝撃吸収ライナ１４は、発泡体密度が０．１２５ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下のポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成されることがより好ましい。なお、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の発泡体密度は、ＪＩＳ Ｋ６７６７：１９９９「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」に記載の方法で測定されたものをいう。
【０１５８】
ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の発泡体密度が０．２ｇ／ｃｍ３以下であるのは、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の密度が０．２ｇ／ｃｍ３より高い場合には、衝撃吸収ライナ１４の重量が大きくなり保護帽１０が重くなるからである。
【０１５９】
また、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の発泡体密度が０．０４ｇ／ｃｍ３以上であるのは、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の発泡体密度が０．０４ｇ／ｃｍ３より低くなると、衝撃吸収ライナ１４の耐貫通性が低下するからである。ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の発泡倍率（発泡倍率＝樹脂密度/発泡体密度）が大きくなるほど発泡体密度が小さくなるため、例えば、労働安全衛生法の保護帽の規格で規定されている耐貫通性能に示されるように、円錐状ストライカを所定高さから自由落下させたときの貫通深さは、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の発泡倍率が大きくなるほど深くなる。そのため、発泡体密度が０．０４ｇ／ｃｍ３以上のポリ乳酸系樹脂発泡成形体で衝撃吸収ライナ１４を成形することにより、現行品と略同程度の衝撃吸収ライナ１４の耐貫通性能を得ることができる。
【０１６０】
このように衝撃吸収ライナ１４は、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子（発泡ビーズ）を衝撃吸収ライナ１４の形状に型内発泡成形して得られる。これ以外にも、例えば、ブロック状のポリ乳酸系樹脂発泡成形体を衝撃吸収ライナ１４の形状に切削加工することにより形成されてもよい。また、衝撃吸収ライナ１４は、ブロック状のポリ乳酸系樹脂発泡成形体から所定形状に切り出された複数の部品を接着剤等で接着して形成されてもよい。
【０１６１】
このように衝撃吸収ライナ１４は、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成されているので、発泡スチロール材や発泡ポリエチレン材で成形された衝撃吸収ライナより耐熱性がより向上する。そして、衝撃吸収ライナ１４の高温曝露による加熱寸法安定性と衝撃吸収特性とが向上することにより、保護帽１０の耐熱特性をより向上させることができる。また、衝撃吸収ライナに１５０℃での加熱寸法変化率が５％未満のポリ乳酸系樹脂発泡成形体を用いることにより、衝撃吸収ライナの耐熱性をより向上させることができる。更に、衝撃吸収ライナに発泡体密度が０．０４ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下のポリ乳酸系樹脂発泡成形体を用いることにより、衝撃吸収ライナの軽量化と耐貫通性能とを満足させることができる。
【０１６２】
２種類の衝撃吸収ライナを形成し耐熱特性を評価した。まず、ライナ実施例１の衝撃吸収ライナについてその形成方法を説明する。
【０１６３】
（ポリ乳酸系樹脂発泡粒子の製造）
一段目となる口径５０ｍｍの単軸押出機と二段目となる口径６５ｍｍの単軸押出機とを接続管を介して接続してなるタンデム型の押出機を用意した。
【０１６４】
そして、上記タンデム型の押出機の一段目の押出機に、結晶性のポリ乳酸系樹脂（ユニチカ社製 商品名「ＴＥＲＲＡＭＡＣ ＨＶ−６２００」、融点：１６７．４℃、Ｄ体比率：１．５重量％、Ｌ体比率：９８．５重量％、）１００重量部及び気泡調整剤としてポリテトラフルオロエチレン粉末（旭硝子社製 商品名「フルオンＬ１６９Ｊ」）０．１重量部を供給して２２０℃にて溶融混練した。
【０１６５】
続いて、第一押出機の途中から、イソブタン３５重量％及びノルマルブタン６５重量％からなるブタンをポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．７重量部となるように溶融状態のポリ乳酸系樹脂に圧入して、ポリ乳酸系樹脂中に均一に分散させた。
【０１６６】
しかる後、溶融状態のポリ乳酸系樹脂を一段目の押出機から接続管を介して二段目の押出機に連続的に供給した。溶融状態のポリ乳酸系樹脂を二段目の押出機にて樹脂温度２００℃に冷却した後、二段目の押出機の先端に取り付けたマルチノズル金型の各ノズルから押出発泡させてストランド状のポリ乳酸系樹脂押出発泡体を製造した。
【０１６７】
続いて、ストランド状のポリ乳酸系樹脂押出発泡体を冷却水槽内の水面上に浮かせて冷却した。なお、冷却水槽内の水温は、２０℃であった。
【０１６８】
なお、マルチノズル金型は、出口直径が１．０ｍｍのノズルが１５個、配設されており、ランド部の長さは７ｍｍであった。又、マルチノズル金型のノズルから押出発泡させた際の樹脂温度は、二段目の押出機の先端部と金型との間にブレーカープレートを挿入し、このブレーカープレートの中心部に熱電対を挿入することによって測定した。 そして、ストランド状のポリ乳酸系樹脂押出発泡体を充分に水切りした後、このポリ乳酸系樹脂押出発泡体をファンカッタ式のペレタイザーを用いて切断してポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得た。なお、得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その嵩密度が０．１７ｇ／ｃｍ3 で、長さが平均３．５ｍｍ、直径が平均２．３ｍｍで、結晶化度は１７．２％であった。
【０１６９】
（ポリ乳酸系樹脂発泡成形体の製造）
得られたポリ乳酸系樹脂発泡粒子を１０リットルの圧力容器内に入れ密閉し、この圧力容器内に二酸化炭素を１．０ＭＰａの圧力にて圧入して２５℃にて６時間に亘って放置してポリ乳酸系樹脂発泡粒子に二酸化炭素を含浸させた。
【０１７０】
次いで、圧力容器から、二酸化炭素を含浸させたポリ乳酸系樹脂発泡粒子を取り出し、直ちに攪拌機付きの除湿熱風乾燥機に供給し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を攪拌しながら６５℃の熱風で１８０秒間に亘って加熱して発泡させて、高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得た。なお、得られた高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子は、その嵩密度が０．０４８ｇ／ｃｍ3 で、結晶化度は１８．２％であった。
【０１７１】
次に、高発泡倍率のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を１０リットルの圧力容器内に入れ密閉し、この圧力容器内に二酸化炭素を０．５ＭＰａの圧力にて圧入して２５℃にて２時間に亘って放置してポリ乳酸系樹脂発泡粒子に二酸化炭素を含浸させた。
【０１７２】
続いて、圧力容器から、与圧されたポリ乳酸系樹脂発泡粒子を取り出し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子をアルミニウム製の雌雄金型間に形成された衝撃吸収ライナ形状のキャビティ内に充填した。又、金型に、この金型のキャビティ内と金型外部とを連通させるために、直径が１０ｍｍの円形状の供給口を３０ｍｍ間隔毎に合計１４６個、形成した。なお、各供給口には、開口幅が０．８ｍｍの格子部を設けてあり、金型内に充填したポリ乳酸系樹脂発泡粒子がこの供給口を通じて金型外に流出しないように形成されている一方、金型の供給口を通じて金型外からキャビティ内に水を円滑に供給することができるように構成された。
【０１７３】
そして、加熱水槽内に９５℃に維持された水を溜め、この加熱水槽内の水中にポリ乳酸系樹脂発泡粒子を充填した金型を完全に５分間に亘って浸漬して、金型の供給口を通じて金型のキャビティ内のポリ乳酸系樹脂発泡粒子に加熱された水を供給し、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子を加熱、発泡させてポリ乳酸系樹脂発泡粒子同士を熱融着して一体化させた。
【０１７４】
次に、加熱水槽内から金型を取り出した。そして、別の冷却水槽に２０℃に維持された水を溜め、この冷却水槽内に金型を完全に５分間に亘って浸漬して、金型内のポリ乳酸系樹脂発泡成形体を冷却した。
【０１７５】
金型を冷却水槽から取り出して金型を開放して、衝撃吸収ライナ形状に成形されたポリ乳酸系樹脂発泡成形体を得た。
【０１７６】
このポリ乳酸系樹脂発泡成形体を４０℃の恒温室にて２４時間乾燥した後に発泡体密度を測定したところ、０．０４８ｇ／ｃｍ3 であった。また、このポリ乳酸系樹脂発泡成形体の結晶化度は５０％であった。
【０１７７】
なお、上記の型内発泡成形と同様の要領で、縦３００ｍｍ×横４００ｍｍ×厚み３０ｍｍの直方体形状のキャビティを有する金型を用いてポリ乳酸系樹脂発泡成形体を得た。このポリ乳酸系樹脂発泡成形体を４０℃の恒温室にて２４時間乾燥した後にＪＩＳ Ｋ６７６７に記載の方法で発泡体密度を測定したところ、０．０４８ｇ／ｃｍ３であった。また、このポリ乳酸系樹脂発泡成形体の結晶化度は５０％であった。このポリ乳酸系樹脂発泡成形体を用いて、１５０℃での加熱寸法変化率をＪＩＳ Ｋ６７６７に準拠して測定したところ、１．９％であった。
【０１７８】
次に、ライナ比較例１の衝撃吸収ライナについて説明する。ライナ比較例１は、発泡スチロール材で形成された。発泡スチロール材には、発泡体の見掛け密度が０．０３３ｇ／ｃｍ3のものを使用した。なお、発泡スチロール材で１５０℃での加熱寸法変化率をＪＩＳ Ｋ６７６７に準拠して測定したところ、大きく収縮変形し元の形状を留めていなかった。
【０１７９】
次に、ライナ実施例１とライナ比較例１とについて耐熱特性を評価した。衝撃吸収ライナの耐熱特性評価は、加熱寸法安定性試験と、熱曝露後の衝撃吸収性能試験とにより行われた。ライナ実施例１の試験用供試体は、前記の型内発泡成形と同様の要領で作成した、縦３００ｍｍ×横４００ｍｍ×厚み３０ｍｍの直方体形状のポリ乳酸系樹脂発泡成形体から発泡スチロールカッタで縦方向７０ｍｍ、横方向７０ｍｍ、厚み方向３０ｍｍの直方体形状に切り出して作製された。ライナ比較例１の試験用供試体は、所定形状の発泡スチロール成形体から発泡スチロールカッタで縦方向７０ｍｍ、横方向７０ｍｍ、厚み方向３０ｍｍの直方体形状に切り出して作製された。
【０１８０】
加熱寸法安定性試験は、試験用供試体を５０℃と１００℃の２温度条件で熱曝露することにより行われた。熱曝露は、５０℃または１００℃に加熱された雰囲気式加熱炉に試験用供試体を２時間保持して行われた。加熱前の試験用供試体の寸法（縦方向、横方向、厚み方向）と、熱曝露後の試験用供試体の寸法（縦方向、横方向、厚み方向）とを測定し、加熱前後における寸法変化を求めた。
【０１８１】
図１６は、加熱寸法安定性試験結果を示す図である。高温（５０℃）の熱曝露試験では、ライナ実施例１及びライナ比較例１の試験用供試体には寸法変化がみられなかった。高温（１００℃）の熱曝露試験では、ライナ比較例１の試験用供試体において、縦方向の寸法が７０ｍｍから６６ｍｍに収縮し、横方向の寸法が７０ｍｍから６５ｍｍに収縮し、厚み方向の寸法が３０ｍｍから２７ｍｍに収縮した。これに対して、ライナ実施例１の試験用供試体では寸法変化がみられなかった。この加熱寸法安定性試験結果から、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成された衝撃吸収ライナは、発泡スチロール材で形成された衝撃吸収ライナより優れた加熱寸法安定性を有していることがわかった。
【０１８２】
次に、衝撃吸収性能試験について説明する。衝撃吸収性能試験は、労働安全衛生法の保護帽の規格における衝撃吸収性能評価試験に準じて行われた。図１７は、衝撃吸収性能評価試験方法を示す図である。試験用供試体６０を高温処理（５０℃、１００℃）した後、人頭模型６２に配置し、重量が５ｋｇで、直径１２７ｍｍの衝撃面を有する鋼製の平面形ストライカ６４を、試験用供試体６０における鉛直方向上方の所定のストライカ落下高さ（Ｌ）から自由落下させて最大衝撃値を計測した。なお、高温曝露条件で曝露した後、３分間以内に平面形ストライカ６４を試験用供試体６０に落下させて試験終了するように行った。なお、熱曝露は、加熱寸法安定性試験と同様にして、５０℃または１００℃に加熱された雰囲気式加熱炉に試験用供試体を２時間保持して行われた。
【０１８３】
衝撃吸収性能試験におけるライナ実施例１の試験用供試体は、加熱寸法安定性試験と同様に、前記の型内発泡成形と同様の要領で作成した、縦３００ｍｍ×横４００ｍｍ×厚み３０ｍｍの直方体形状のポリ乳酸系樹脂発泡成形体から発泡スチロールカッタで縦方向７０ｍｍ、横方向７０ｍｍ、厚み方向３０ｍｍの直方体形状に切り出して作製された。また、ライナ比較例１の試験用供試体についても、加熱寸法安定性試験に用いた試験用供試体と同様に作製した。
【０１８４】
図１８は、衝撃吸収性能試験結果を示す図である。ライナ比較例１における試験用供試体の最大衝撃値は、室温試験（Ｌ＝５００ｍｍ）で２．１ｋＮであり、室温試験（Ｌ＝７５０ｍｍ）で３．０ｋＮであり、室温試験（Ｌ＝１０００ｍｍ）で６．３ｋＮであり、高温試験（５０℃、Ｌ＝１０００ｍｍ）で５．６ｋＮであり、高温試験（１００℃、Ｌ＝１０００ｍｍ）で７．４ｋＮであった。これに対して、ライナ実施例１における試験用供試体の最大衝撃値は、室温試験（Ｌ＝７５０ｍｍ）で４．３ｋＮであり、室温試験（Ｌ＝１０００ｍｍ）で４．５ｋＮであり、高温試験（５０℃、Ｌ＝１０００ｍｍ）で４．４ｋＮであり、高温試験（１００℃、Ｌ＝１０００ｍｍ）で３．８ｋＮであった。
【０１８５】
ライナ比較例１では、高温（５０℃、１００℃）に熱曝露された試験用供試体の最大衝撃値は、熱曝露されていない供試体の最大衝撃値より大きくなり、熱曝露されることにより衝撃吸収性能が低下した。これに対して、ライナ実施例１では、高温（５０℃、１００℃）に熱曝露された試験用供試体の最大衝撃値は、熱曝露されていない試験用供試体の最大衝撃値と略同じか小さくなり、熱曝露の影響はみられなかった。この試験結果から、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成された衝撃吸収ライナは、発泡スチロール材で形成された衝撃吸収ライナより、１００℃で熱曝露された場合でも優れた衝撃吸収性能を有していることがわかった。
【０１８６】
そして、保護帽本体形成工程で保護帽本体１２を形成し、衝撃吸収ライナ形成工程で衝撃吸収ライナ１４を形成し、保護帽本体１２に衝撃吸収ライナ１４を装着した後、ハンモック、ヘッドバンド、環ひも等の保護帽内装体等を取り付けて保護帽１０の製造が完了する。
【０１８７】
以上、上記構成によれば、頭の上部を覆う保護帽は、略半球殻状に形成された保護帽本体と、保護帽本体の内側に設けられ、衝撃を吸収する衝撃吸収ライナと、を備え、保護帽本体は、ガラス繊維等の強化繊維でポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を強化した繊維強化複合材料で形成され、繊維強化複合材料は、平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを含み、衝撃吸収ライナは、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、略半球殻状に形成されたライナ本体と、ライナ本体に設けられ、保護帽本体側に突出し、保護帽本体の内周面と当接する少なくとも４つの突起部と、を有しており、保護帽本体が、遮熱材料を含有する繊維強化複合材料で形成され、衝撃吸収ライナが、発泡スチロール材や発泡ポリエチレン材より耐熱性を有するポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、更に、保護帽本体と衝撃吸収ライナとの接触面積を低減させて保護帽本体から衝撃吸収ライナへの熱伝達を抑えているので、保護帽の遮熱性と耐熱性とを更に向上させることができる。
【０１８８】
上記構成における保護帽の製造方法は、頭の上部を覆う保護帽を製造する保護帽の製造方法であって、略半球殻状の保護帽本体を形成する保護帽本体形成工程と、前記保護帽本体の内側に設けられ、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、略半球殻状に形成されたライナ本体と、前記ライナ本体に設けられ、前記保護帽本体側に突出し、前記保護帽本体の内周面と当接する少なくとも４つの突起部と、を有する衝撃を吸収する衝撃吸収ライナを形成する衝撃吸収ライナ形成工程と、を備え、前記保護帽本体形成工程は、強化繊維で、略半球殻状の繊維プリフォームを形成し、前記繊維プリフォームに、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンと、を含む樹脂組成物を塗布または含浸し、前記繊維プリフォームに塗布または含浸された前記樹脂組成物を加熱硬化することを特徴としている。また、保護帽の製造方法において、前記樹脂組成物は、前記熱硬化性樹脂１００重量部に対して、前記酸化チタンを５．４重量部より多く４５．０重量部より少ない割合で含有することが好ましく、前記樹脂組成物は、前記熱硬化性樹脂１００重量部に対して、前記酸化チタンを１１．３重量部以上２５．８重量部以下の割合で含有することがより好ましい。更に、保護帽の製造方法において、前記熱硬化性樹脂は、ポリエステル樹脂であり、前記強化繊維は、ガラス繊維であることが好ましい。このような保護帽の製造方法によれば、保護帽の遮熱性と耐熱性とを更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【図１】本発明の実施の形態において、保護帽の外観構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態において、保護帽の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態において、衝撃吸収ライナの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態において、衝撃吸収ライナの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態において、衝撃吸収ライナの突起部と、保護帽本体の内周面と、の間に断熱部材を設けた構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態において、衝撃吸収ライナの突起部と、断熱部材と、の間に放熱部材を設けた構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態において、保護帽本体の形成方法を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態において、保護帽本体実施例１から保護帽本体実施例４に使用した樹脂組成物の組成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態において、遮熱性評価試験方法を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態において、温度測定を行った測温箇所を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態において、遮熱性試験結果を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態において、衝撃吸収性試験方法を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態において、衝撃吸収性試験結果を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態において、耐貫通試験方法を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態において、耐貫通試験結果を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態において、加熱寸法安定性試験結果を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態において、衝撃吸収性能評価試験方法を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態において、衝撃吸収性能試験結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１９０】
１０ 保護帽
１２ 保護帽本体
１４、２２ 衝撃吸収ライナ
１６ ライナ本体
２０ａ〜２０ｋ、２４ａ〜２４ｄ 突起部
３０ 断熱部材
３２ 放熱部材
３４ 空間
４０ 繊維プリフォーム
４２ 下型
４４ 樹脂組成物
４６ 樹脂組成物が含浸された繊維プリフォーム
４８ 上型
５０ 保護帽予備本体
６０ 試験用供試体
６２ 人頭模型
６４ 平面形ストライカ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭の上部を覆う保護帽であって、
略半球殻状に形成された保護帽本体と、
前記保護帽本体の内側に設けられ、衝撃を吸収する衝撃吸収ライナと、
を備え、
前記保護帽本体は、強化繊維で熱硬化性樹脂を強化した繊維強化複合材料で形成され、前記繊維強化複合材料は、平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを含み、
前記衝撃吸収ライナは、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、略半球殻状に形成されたライナ本体と、前記ライナ本体に設けられ、前記保護帽本体側に突出し、前記保護帽本体の内周面と当接する少なくとも４つの突起部と、を有し、
前記熱硬化性樹脂は、ポリエステル樹脂であり、前記強化繊維は、ガラス繊維であることを特徴とする保護帽。
【請求項２】
請求項１に記載の保護帽であって、
前記ポリ乳酸系樹脂発泡成形体は、１５０℃での加熱寸法変化率が５％未満であり、発泡体密度が０．０４ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする保護帽。
【請求項３】
請求項１または２に記載の保護帽であって、
前記突起部は、前記ライナ本体の周方向に所定略等間隔で複数設けられ、略円柱状、略角柱状、略円錐状、略角錐状または略半球状に形成されることを特徴とする保護帽。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の保護帽であって、
前記保護帽本体と前記突起部との間に、断熱部材が設けられることを特徴とする保護帽。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の保護帽であって、
前記突起部と前記断熱部材との間に、前記突起部及び前記断熱部材より大きく形成される放熱部材が設けられ、
前記放熱部材の周縁部が、前記保護帽本体と前記ライナ本体との間に突出しており、
前記放熱部材は、金属箔で形成されることを特徴とする保護帽。
【請求項１】
頭の上部を覆う保護帽であって、
略半球殻状に形成された保護帽本体と、
前記保護帽本体の内側に設けられ、衝撃を吸収する衝撃吸収ライナと、
を備え、
前記保護帽本体は、強化繊維で熱硬化性樹脂を強化した繊維強化複合材料で形成され、前記繊維強化複合材料は、平均粒子径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下の酸化チタンを含み、
前記衝撃吸収ライナは、ポリ乳酸系樹脂発泡成形体で形成され、略半球殻状に形成されたライナ本体と、前記ライナ本体に設けられ、前記保護帽本体側に突出し、前記保護帽本体の内周面と当接する少なくとも４つの突起部と、を有し、
前記熱硬化性樹脂は、ポリエステル樹脂であり、前記強化繊維は、ガラス繊維であることを特徴とする保護帽。
【請求項２】
請求項１に記載の保護帽であって、
前記ポリ乳酸系樹脂発泡成形体は、１５０℃での加熱寸法変化率が５％未満であり、発泡体密度が０．０４ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする保護帽。
【請求項３】
請求項１または２に記載の保護帽であって、
前記突起部は、前記ライナ本体の周方向に所定略等間隔で複数設けられ、略円柱状、略角柱状、略円錐状、略角錐状または略半球状に形成されることを特徴とする保護帽。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の保護帽であって、
前記保護帽本体と前記突起部との間に、断熱部材が設けられることを特徴とする保護帽。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の保護帽であって、
前記突起部と前記断熱部材との間に、前記突起部及び前記断熱部材より大きく形成される放熱部材が設けられ、
前記放熱部材の周縁部が、前記保護帽本体と前記ライナ本体との間に突出しており、
前記放熱部材は、金属箔で形成されることを特徴とする保護帽。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−１５０７０９（Ｐ２０１０−１５０７０９Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３０５４２（Ｐ２００８−３３０５４２）
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（３９１００９３７２）ミドリ安全株式会社 (201)
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（３９１００９３７２）ミドリ安全株式会社 (201)
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
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