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。

这是为什么包含长纤维织物排除了注射工艺的原因，因为所述长纤维必须在第一材料的硬化之前精确地分布于模具中。在不考虑注射模制工艺的情况下，提出了一种与热稳定塑料相比具有较好的耐弹性、耐抗力和耐回弹力性能的热塑性材料。

包含在第一热塑性基体内部的长纤维具有极大抗力，从而避免了第一热塑性基体在冲击的情况下发生破裂；并且将各个应力冲击分散在壳体的较大表面上，从而允许利用较少材料的较轻壳体而达到相比于不具有长纤维的壳体的相同或更好的耐受性能。

所提议的中空壳体还包括现有技术未知的下述特征：

·第一层外部的第二重叠刚性层，该第二层由第二热塑性材料的基体构成，该第二层包括的总重量为壳体的2％和10％之间；和

·第一层的所述长纤维选自玻璃纤维、碳纤维和/或芳纶纤维，并且包括的总重量为第一刚性层的65％和45％之间。

第一层外部的第二重叠刚性层提供了第一层的完整涂层，该涂层改善了其抗力，并且还完全抚平了由于长纤维的存在而在第一层的外表面加工引起的任何瑕疵，，从而改善其外观而无需壳体的进一步抛光。

此外，第二刚性层完全地覆盖可能残留在第一刚性层表面的任何长纤维，从而保护所述长纤维，并且从而改善了外壳的耐磨性质。

根据所提议实施例，第一热塑性材料为聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰胺，并且第二热塑性材料为聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰胺。

聚丙烯较易于处理并且具有良好耐受性能，从而仅需要一些常用的添加剂来改善其熔融状态的流动性，以改善其对于冲击和紫外线辐射的抗力，然而，其是难以刷漆的。

相反，聚乙烯需要较低熔点并且呈现极大的刷漆简易性，但需要更精确的添加剂组成来实现等同于聚丙烯所能获得的冲击抗力。

第一热塑性材料和第二热塑性材料可为相同的或不同的塑料材料，因为聚乙烯、聚丙烯以及聚对苯二甲酸乙二醇酯为彼此兼容的塑料，它们在第一层和第二层之间实现了正确凝聚。

还据设想，所采用的第一和第二热塑性材料具有不同熔点；这使得在制造工艺期间有可能熔化一种热塑性材料而不熔化另一种热塑性材料，后者需要较高温度，从而在熔化另一种热塑性材料之前使得已熔化的材料可更好地渗透到构成该另一种热塑性材料的纤维之间，从而获得更具整体性和耐受性的组件。

这种不同熔点可通过采用不同塑料或者采用相同的塑料但不同添加剂来实现，该不同添加剂将使塑料具有不同熔点。

长纤维织物既可为长纤维随机分布的非织造织物，也可为长纤维以纬纱和经纱有序方式所分布的织造织物。

根据所设想实施例，长纤维的尺寸设定成，即，它们的表面已被处理以增加其粗糙度，从而改进与热塑性基体的粘附性。

此外，还提议，第一热塑性材料和/或第二热塑性材料以掺杂物的方式包括石墨烯颗粒或纤维，从而增加其抗力。

还提出，第一层包括额外增强区域，其中壳体的长纤维织物层的数量大于第一层的其余部分。

在壳体为头盔外壳的情况下，额外增强区域将优选地包括外壳的护目镜开口周围的区域和通道开口周围的区域，这些区域由于其几何形状弱于外壳的其它区域，或者其中由于规定或头盔几何形状而需要较大机械刚度或弹性的区域。

在其它应用中，还优选的是，额外增强区域集中于开口周围和较大机械应力的区域。

应当理解，任何所给出的值的范围在其端值处可为非最佳的，并且可需要本发明的适配使得所述端值为适用的，所述适配处于技术人员的能力范围内。

本发明的其它特征将呈现在示例性实施例的下述

具体实施方式

中。