JP2009121774A - Composite bulletproof plate - Google Patents

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Keiko Nakakimura
敬子 中木村
Yoshihei Tachibana
善平 橘
Hiroaki Nakami
裕昭 仲見
Nobuhiko Uchida
信彦 内田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite bulletproof plate, easily formed, light-weighted and having excellent impact resistance in the case of impact. <P>SOLUTION: A high strength fiber reinforced plastic member, a plurality of ceramic sheet members stuck to the surface thereof without a clearance, and a sheet member covering the whole surfaces of the ceramic members are sequentially stack to form the composite bulletproof plate. In the composite bulletproof plate, the peripheral part of the sheet member covers the peripheral part of the high strength fiber reinforced plastic member, or the peripheral part of the high strength fiber reinforced plastic member covers the peripheral part of the sheet member. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は複合防弾板に関する。さらに詳しくは、成形し易く、軽量で、被弾した場合の耐衝撃性に優れた複合防弾板に関するものである。   The present invention relates to a composite bulletproof plate. More specifically, the present invention relates to a composite bulletproof plate that is easy to mold, lightweight, and excellent in impact resistance when hit.

複合防弾板は、まず、高速で衝突してくるライフルや小銃等の貫通力の大きな弾丸に対し耐衝撃性に優れていることが必要であり、従来のような高強度繊維を補強材としたFRPのような通常の構成では充分ではない。そのため、FRPの表面に金属を積層したり、金属材料のみで構成される防弾板で対応してきた。あるいは、金属の替わりにセラミックスやセラミックスタイルをFRPの表面に並べた形状に成形して防弾板として用いられてきた。
しかしながら、金属材料のみで構成される防弾板で対応しようとした場合、防弾特性に優れた防弾鋼板は比重が大きく、ライフル銃弾を耐弾させるには鋼板を厚くする必要があるため極度に重くなり実用的ではない。そこで比重の小さいチタン合金等の適用が考えられるが、重量軽減効果という点では充分でない。
そこで、より軽量で、耐弾効果の高いものとして、FRPとセラミックスとの組み合わせが考えられている。この組み合わせは「ケブラー」等の超高強度繊維を補強材としたFRPをバックプレートにして、着弾側にセラミックス部材を設けたものである。前記防弾鋼板やセラミックスとFRPを固定する方法としては、ボルト・ナットやリベット等の機械的方法、あるいはFRP用に用いられる接着用樹脂シート、さらに一般的な合成ゴム系またはエポキシ系の接着剤で接着する物理化学的方法が用いられているが、簡易性の観点から後述する接着用樹脂シートや接着剤による固定の方が好ましい。
しかしながら、この接着用樹脂シートや接着剤による固定は貫通力の高い銃弾等の衝撃に対しては信頼性が十分ではなく性能の向上が強く要求されている。
このため、金属板とアラミド繊維織布強化プラスチックシートとの間に中空層を設けて複合防護板を形成することが提案されている(特許文献1)。
また、セラミック部材に関してはその極めて割れ易い性質上、セラミックが1枚単独ものであると一発の着弾で防護板全体が大きく壊れてしまうという問題がある。このような問題に対処するためセラミック部材に溝部を設けて破損が着弾した部分以外に広く伝播しないようにしたもの(特許文献2)、補強繊維布で被覆したもの(特許文献3)や高強度化プラスチック部材で包み込んだ複合体の提案(特許文献4)がなされている。
しかしながら、それらのものも強度は満足できるレベルまで向上せず、また、セラミック部材を大型化しようとするとその製造時間が増大するだけでなく、製造すること自体が困難となるため実用的ではない。
このような観点より、現状では、小型のセラミックスタイルを製造し、それを隙間なく敷き詰めるという方法が採られている(特許文献5、6)。
この方法における基本的な考え方としては、実用上および性能面も含めて、可能性の高い方法であると考えられていた。しかしながら、セラミックスタイルを並べるという方法はセラミックスタイルの接合部分が割れ易く弱点になることがわかってきた。
このような問題に対処するため、セラミックスタイル端面の突合せ接合部分を隙間なく敷き詰めることが要求されているが、セラミックスタイル端面の突合せ接合部分は製造工程でずれて離れたり、端部からセラミックスタイルがはみ出したりするため、複合体としてのトータルの性能面においては未だ不十分であった(図3参照)。
First of all, composite bulletproof plates need to have excellent impact resistance against bullets with a large penetrating force such as rifles and rifles that collide at high speed, and conventional high-strength fibers are used as reinforcing materials. A normal configuration such as FRP is not sufficient. For this reason, metal plates are laminated on the surface of the FRP, or bulletproof plates made of only metal materials have been used. Alternatively, instead of metal, ceramics or ceramic styles have been formed into shapes arranged on the surface of FRP and used as bulletproof plates.
However, when trying to cope with bulletproof plates made of only metal materials, bulletproof steel plates with excellent bulletproof properties have a large specific gravity, and it is extremely heavy because it is necessary to thicken the steel plates to make rifle bullets resistant. Not practical. Therefore, it is conceivable to use a titanium alloy having a small specific gravity, but it is not sufficient in terms of weight reduction effect.
Therefore, a combination of FRP and ceramics is considered as a lighter and more bulletproof effect. In this combination, a ceramic member is provided on the landing side with an FRP made of ultra high strength fiber such as “Kevlar” as a back plate. The bulletproof steel plate, ceramics, and FRP can be fixed by mechanical methods such as bolts, nuts, rivets, etc., adhesive resin sheets used for FRP, and general synthetic rubber or epoxy adhesives. Although a physicochemical method of bonding is used, fixing with an adhesive resin sheet or an adhesive described later is preferable from the viewpoint of simplicity.
However, the fixing with the adhesive resin sheet or the adhesive is not sufficiently reliable with respect to the impact of a bullet or the like having a high penetrating force, and an improvement in performance is strongly demanded.
For this reason, it has been proposed to form a composite protective plate by providing a hollow layer between a metal plate and an aramid fiber woven fabric reinforced plastic sheet (Patent Document 1).
In addition, regarding the ceramic member, due to its extremely fragile nature, there is a problem that if the ceramic is a single piece, the entire protective plate is greatly broken by a single landing. In order to cope with such a problem, a ceramic member is provided with a groove portion so that damage is not widely propagated except for a landed portion (Patent Literature 2), a coating with a reinforcing fiber cloth (Patent Literature 3), and a high strength There has been proposed a composite (Patent Document 4) encased in a plastic member.
However, these materials are not practical because the strength does not increase to a satisfactory level, and when a ceramic member is to be enlarged, not only the manufacturing time increases but also the manufacturing itself becomes difficult.
From such a viewpoint, at present, a method of manufacturing a small ceramic style and laying it out without any gap is employed (Patent Documents 5 and 6).
The basic idea of this method was considered to be a highly probable method, including practical and performance aspects. However, it has been found that the method of arranging ceramic styles is a weak point because the joint portion of the ceramic style is easily broken.
In order to deal with such problems, it is required to lay the butt joints of the ceramic style end face without any gaps. However, the butt joint part of the ceramic style end face is displaced in the manufacturing process, or the ceramic style is separated from the end part. However, the total performance of the composite was still insufficient (see FIG. 3).

実開平1−144699号(実公平7-17990号)公報Japanese Utility Model Publication No. 1-144699 (No. 7-17990) 実用新案登録第3132775号公報Utility Model Registration No. 3132775 実開平1−94794号(実公平7-11346号)公報Japanese Utility Model Publication No. 1-94794 (No. 7-11346) 特開平8−72200号(特許3127947号)公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-72200 (Japanese Patent No. 3127947) 特開2002−326861号公報JP 2002-326861 A 特開2005−247622号公報JP 2005-247622 A

本発明は、上記のような従来技術の背景に鑑み、軽量で被弾等に対する耐衝撃性に優れた複合防弾板を提供することを目的とするものでる。   An object of the present invention is to provide a composite bulletproof plate that is lightweight and excellent in impact resistance against bullets and the like in view of the background of the above-described conventional technology.

本発明者らは、複数枚接合されたセラミック部材の端部を覆い、かつ、シート部材の周辺部が前記高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部を覆うか、または前記高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部が前記シート部材の周辺部を覆う構造とすることにより、軽量で被弾等に対する耐衝撃性に優れた複合防弾板が得られることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。   The inventors of the present invention cover the ends of the ceramic members joined together, and the periphery of the sheet member covers the periphery of the high-strength fiber-reinforced plastic member, or the high-strength fiber-reinforced plastic member. It has been found that a composite bulletproof plate having a light weight and excellent impact resistance against bullets and the like can be obtained by making the peripheral portion cover the peripheral portion of the sheet member. The present invention has been completed based on such findings.

すなわち、本発明は、下記(1)〜(13)
(1)高強度繊維強化プラスチック部材、その表面に隙間なく貼り付けられた複数枚のセラミック部材、同セラミック部材の全面を覆うシート部材を順次積層してなる複合防弾板であって、前記シート部材の周辺部が前記高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部を覆うか、または前記高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部が前記シート部材の周辺部を覆うことを特徴とする複合防弾板、
(2)前記シート部材が金属箔、強化繊維布、強化繊維紙、繊維強化プラスチックシートのいずれかである上記(1)に記載の複合防弾板、
(3)前記複数枚のセラミック部材が接着層を介して高強度繊維強化プラスチック部材と積層されてなる上記(1)または(2)に記載の複合防弾板、
(4)前記シート部材が接着層を介して前記複数枚のセラミック部材と積層されてなる上記(1)〜(3)のいずれかに記載の複合防弾板、
(5)前記接着層が接着用樹脂シートである上記(3)または(4)に記載の複合防弾板、
(6)前記接着層がエラストマーを含有する熱硬化性樹脂組成物から得られたシートである上記(3)〜(5)のいずれかに記載の複合防弾板、
(7)前記エラストマーが常温でゴム弾性を有する合成ゴムまたはゴム変性高分子化合物である上記(6)に記載の複合防弾板、
(8)前記セラミック部材がアルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニアおよびボロンカーバイドからなる群より選ばれる少なくとも1種を含み、ビッカース硬度10GPa以上、曲げ強度300MPa以上、曲げ弾性率200GPa以上である上記(1)〜(7)のいずれかに記載の複合防弾板、
(9)前記セラミック部材の厚さが1〜15mm、主表面の面積が400〜25000mm2の四角形または六角形状の板状である上記(1)〜(8)のいずれかに記載の複合防弾板、
(10)前記高強度繊維強化プラスチック部材中に含まれる高強度繊維の比引張強度が0.1×106m以上であり、比引張弾性率が3.0×106m以上である高強度ガラス繊維、高強度カーボン繊維、高強度アラミド繊維、高強度芳香族ポリエステル繊維、高強度ポリエチレン繊維、高強度ナイロン繊維およびPBO繊維からなる群より選ばれる少なくとも1種である上記(1)〜(9)のいずれかに記載の複合防弾板、
(11)前記高強度繊維強化プラスチック部材が高強度繊維からなる織布に樹脂を含浸、塗布またはラミネートしたシート状プリプレグまたは前記高強度繊維を平行に引き揃えて樹脂を含浸、塗布またはラミネートしたシート状プリプレグを用いて積層成形した積層板である上記(1)〜(10)のいずれかに記載の複合防弾板、
(12)前記シート部材が繊維強化プラスチックシートであって高強度繊維からなる織布に樹脂を含浸、塗布またはラミネートしたシート状プリプレグまたは前記高強度繊維を平行に引き揃えて樹脂を含浸またはラミネートしたシート状プリプレグを用いて得られたものである上記(2)〜(11)のいずれかに記載の複合防弾板、および
(13)前記シート部材の周辺部が前記高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部から、平行する辺の全長に対して1〜10%内側または前記高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部が前記シート部材の周辺部から、平行する辺の全長に対して1〜10%内側を覆うものである上記(1)〜(12)のいずれかに記載の複合防弾板を提供するものである。
That is, the present invention provides the following (1) to (13).
(1) A high-strength fiber reinforced plastic member, a plurality of ceramic members affixed to the surface thereof without gaps, and a composite bulletproof plate formed by sequentially laminating a sheet member covering the entire surface of the ceramic member, the sheet member A peripheral part of the high-strength fiber-reinforced plastic member covers the peripheral part of the high-strength fiber-reinforced plastic member, or a peripheral part of the high-strength fiber-reinforced plastic member covers the peripheral part of the sheet member,
(2) The composite bulletproof plate according to (1), wherein the sheet member is any one of a metal foil, a reinforced fiber cloth, a reinforced fiber paper, and a fiber reinforced plastic sheet,
(3) The composite bulletproof plate according to (1) or (2), wherein the plurality of ceramic members are laminated with a high-strength fiber-reinforced plastic member via an adhesive layer,
(4) The composite bulletproof plate according to any one of (1) to (3), wherein the sheet member is laminated with the plurality of ceramic members via an adhesive layer,
(5) The composite bulletproof plate according to (3) or (4), wherein the adhesive layer is an adhesive resin sheet,
(6) The composite bulletproof plate according to any one of (3) to (5), wherein the adhesive layer is a sheet obtained from a thermosetting resin composition containing an elastomer.
(7) The composite bulletproof plate according to (6), wherein the elastomer is a synthetic rubber or rubber-modified polymer compound having rubber elasticity at room temperature,
(8) The above ceramic member comprising at least one selected from the group consisting of alumina, silicon nitride, silicon carbide, zirconia and boron carbide, having a Vickers hardness of 10 GPa or more, a bending strength of 300 MPa or more, and a bending elastic modulus of 200 GPa or more ( 1) A composite bulletproof board according to any one of (7),
(9) The composite bulletproof plate according to any one of (1) to (8), wherein the ceramic member has a square or hexagonal plate shape with a thickness of 1 to 15 mm and a main surface area of 400 to 25000 mm 2. ,
(10) High strength in which the specific tensile strength of the high strength fiber contained in the high strength fiber reinforced plastic member is 0.1 × 10 6 m or more and the specific tensile modulus is 3.0 × 10 6 m or more. The above (1) to (9) which are at least one selected from the group consisting of glass fiber, high strength carbon fiber, high strength aramid fiber, high strength aromatic polyester fiber, high strength polyethylene fiber, high strength nylon fiber and PBO fiber. ) Composite bulletproof board according to any one of
(11) A sheet-like prepreg obtained by impregnating, applying or laminating a resin to a woven fabric in which the high-strength fiber-reinforced plastic member is made of high-strength fibers, or a sheet obtained by impregnating, applying or laminating a resin by drawing the high-strength fibers in parallel. The composite bulletproof plate according to any one of the above (1) to (10), which is a laminated plate formed by laminating using a prepreg
(12) The sheet member is a fiber-reinforced plastic sheet, and a woven fabric made of high-strength fibers is impregnated with resin, coated or laminated, or a sheet-like prepreg or the high-strength fibers are aligned in parallel to impregnate or laminate the resin. The composite bulletproof plate according to any one of the above (2) to (11), which is obtained using a sheet-like prepreg, and (13) the periphery of the sheet member is the periphery of the high-strength fiber-reinforced plastic member 1 to 10% of the total length of the parallel sides from the portion or the peripheral portion of the high-strength fiber reinforced plastic member is 1 to 10% of the total length of the parallel sides from the peripheral portion of the sheet member. The composite bulletproof plate according to any one of (1) to (12), which is to be covered, is provided.

本発明により、軽量で、被弾等に対する耐衝撃性に優れた新規な複合防弾板を提供することができる。本発明の複合防弾板においては、セラミック部材の端面が剥がれたり欠けたりするのを防止することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a novel composite bulletproof plate that is lightweight and excellent in impact resistance against bullets and the like. In the composite bulletproof plate of the present invention, it is possible to prevent the end face of the ceramic member from being peeled off or chipped.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の複合防弾板は、隙間無く貼りつけられた複数のセラミック部材の両面にそれぞれ積層されたシート部材または高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部が折り返されて高強度繊維強化プラスチック部材またはシート部材の周辺部を覆うことが必要である(図5および6参照)。
セラミック部材の両面にそれぞれ積層されたシート部材または高強度繊維強化プラスチック部材のそれぞれの周辺部が折り曲げられてセラミック部材の端面を覆った後、折り返されて高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部またはシート部材の周辺部まで覆う構造とすることにより、複合防弾板成形時に印加される圧力(0.5〜4MPa程度)によりセラミック部材がずれるのを押さえて、端部からはみ出すのを防止することができる。このため、複数のセラミック部材端面の突合せ接合部分に隙間のない複合防弾板を得ることができる。
面積400cm2〜10000cm2程度の通常使用される防弾板であれば折り返される長さはそれぞれの周辺部から1cm〜10cm内側であれば充分である(平行する辺の全長に対して1〜10%内側)。1cm未満では成形時にセラミック部材のはみ出しを防止するには不十分であり、10cmを超えると折り返し部分が重なって生じる表面の膨らみ部分が大きくなり、10cmを超える長さに折り返して包み込むことは材料のロス、生産性の低下を招くため好ましくない。
なお、周辺部は4辺すべてを覆う必要がある(図1および2参照)。たとえば、対向する2辺のみを覆った場合には、たとえ2辺全面を包み込んでも他の対向する2辺からセラミック部材がずれてはみ出るからである(図4参照、セラミック部材のはみ出しに関しては図3の拡大図参照)。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The composite bullet-proof plate of the present invention is a high-strength fiber reinforced plastic member or sheet member obtained by folding the periphery of a sheet member or a high-strength fiber reinforced plastic member respectively laminated on both surfaces of a plurality of ceramic members attached without gaps. Must be covered (see FIGS. 5 and 6).
Peripheral portions or sheets of the high-strength fiber reinforced plastic member are folded after the peripheral portions of the sheet member or the high-strength fiber reinforced plastic member laminated on both sides of the ceramic member are folded to cover the end surface of the ceramic member. By adopting a structure that covers up to the peripheral part of the member, it is possible to prevent the ceramic member from being displaced due to the pressure (about 0.5 to 4 MPa) applied at the time of forming the composite bulletproof plate and to prevent the ceramic member from protruding from the end. . Therefore, it is possible to obtain a composite bulletproof plate having no gap at the butt joint portions of the plurality of ceramic member end faces.
Length is folded long area 400cm 2 ~10000cm 2 about normal bulletproof plate used is sufficient if 1cm~10cm inside the respective peripheral portion (1-10% relative to the total length of the sides parallel Inside). If it is less than 1 cm, it is insufficient to prevent the ceramic member from protruding during molding, and if it exceeds 10 cm, the bulging part of the surface that overlaps with the folded part becomes large, and it is not possible to wrap and wrap it to a length exceeding 10 cm. This is not preferable because it causes a loss and a decrease in productivity.
The peripheral part must cover all four sides (see FIGS. 1 and 2). For example, when only two opposing sides are covered, even if the entire two sides are wrapped, the ceramic member protrudes from the other two opposing sides (see FIG. 4; see FIG. 3 for the protrusion of the ceramic member). (See the enlarged view).

シート部材または高強度繊維強化プラスチック部材のそれぞれの周辺部折り返し部分の隣り合う2辺の端部を斜めに切断して両切断面を突合せた状態にすれば2辺の折り返し部分の重なり部分がなくなるので表面の膨らみが小さくなり、平滑性がさらに良くなるので好ましい(図2参照)。折り返し部分はアイロンなどの加熱により、セラミック部材面に仮接着すると、作業時のズレを防止することができる。端面にホチキスなどで仮り留めしてもよい。
使用するシート部材は金属箔、強化繊維布、強化繊維紙、繊維強化プラスチックシートのいずれかが使用できる。
If the edges of the two adjacent sides of the sheet member or the high-strength fiber-reinforced plastic member are cut diagonally and the cut surfaces are brought into contact with each other, the overlapping part of the two sides of the folded part disappears. Therefore, it is preferable because the surface bulge is reduced and the smoothness is further improved (see FIG. 2). When the folded portion is temporarily bonded to the ceramic member surface by heating with an iron or the like, it is possible to prevent displacement during operation. The end face may be temporarily fixed with a stapler or the like.
As the sheet member to be used, any of metal foil, reinforced fiber cloth, reinforced fiber paper, and fiber reinforced plastic sheet can be used.

金属箔としては、アルミ箔、銅箔、ステンレス箔などが使用できる。金属箔を使用する場合はとくに高耐水性の複合防弾板を得ることができる。
金属箔は片面に接着層を有していてもよい。金属箔が接着層を有していない場合は別途準備する接着層(後で詳細に述べる)を介してセラミック部材(後で詳細に述べる)に積層される。
強化繊維布としては、アラミド繊維布、ガラス繊維布、高延伸・高強度ポリエチレン繊維布、カーボン繊維布、ザイロン布、ポリアリレート繊維布、PBO(ポリベンゾオキサゾール)繊維布などが使用できる。繊維強化紙としては、成形時に引っ張り強度を維持できる程度の耐熱温度を有するものであれば良く、アラミドペーパー、ポリアリレートペーパー等が使用できる。
As the metal foil, aluminum foil, copper foil, stainless steel foil or the like can be used. In the case of using a metal foil, a highly water-resistant composite bulletproof plate can be obtained.
The metal foil may have an adhesive layer on one side. When the metal foil does not have an adhesive layer, it is laminated on a ceramic member (described in detail later) through a separately prepared adhesive layer (described in detail later).
As the reinforcing fiber cloth, an aramid fiber cloth, a glass fiber cloth, a high stretch / high strength polyethylene fiber cloth, a carbon fiber cloth, a xylon cloth, a polyarylate fiber cloth, a PBO (polybenzoxazole) fiber cloth, and the like can be used. Any fiber reinforced paper may be used as long as it has a heat-resistant temperature that can maintain the tensile strength during molding, and aramid paper, polyarylate paper, and the like can be used.

金属箔、強化繊維布および繊維強化紙はセラミック部材(後で詳細に述べる)に、通常、接着層(後で詳細に述べる)を介して積層される。金属箔、強化繊維布および強化繊維紙の厚さは通常、0.05〜0.4mm、好ましくは0.1〜0.2mmである。0.05mm以上とすることにより、周辺部からセラミック部材がずれてはみ出すのを防止し、かつ、複合防弾板が被弾してセラミック部材の一部が割れてもそれが飛散するのを防止することができる。0.4mm以下とすることにより、軽量性および折り返し易さを確保し、かつ、折り返されて高強度繊維強化プラスチック部材の周辺を覆った部分のふくらみが軽減され、複合防弾板の全体的な平滑性が確保される。   The metal foil, the reinforcing fiber cloth and the fiber reinforced paper are usually laminated to a ceramic member (described in detail later) through an adhesive layer (described in detail later). The thickness of the metal foil, the reinforcing fiber cloth and the reinforcing fiber paper is usually 0.05 to 0.4 mm, preferably 0.1 to 0.2 mm. By setting the thickness to 0.05 mm or more, it is possible to prevent the ceramic member from slipping out of the peripheral portion, and to prevent the composite bulletproof plate from being hit and even if part of the ceramic member is cracked, it is scattered. Can do. By setting the thickness to 0.4 mm or less, light weight and ease of folding are ensured, and bulging of the part that is folded and covers the periphery of the high-strength fiber reinforced plastic member is reduced, and the overall smoothness of the composite bulletproof board is reduced. Sex is secured.

シート部材として繊維強化プラスチックシートを用いる場合は、高強度繊維強化プラスチック部材(後で詳細に述べる)と基本的な材料は同じものであっても良いが、通常、厚さが異なる。具体的には、繊維強化プラスチックシート周辺部を高強度繊維強化プラスチック部材周辺部側に折り返す場合は、高強度繊維強化プラスチック部材より厚さが薄いことが好ましい。高強度繊維強化プラスチック部材周辺部を繊維強化プラスチックシート周辺部側に折り返す場合は高強度繊維強化プラスチック部材の方が薄いことが好ましい。
さらに、繊維強化プラスチックシート周辺部側を高強度繊維強化プラスチック部材周辺部側に折り返す場合、製造段階の初期で高強度繊維強化プラスチック部材が既に硬化(熱可塑性樹脂の場合は固化、以下同じ)されているのに対して繊維強化プラスチックシートはまだ完全には硬化されていない。繊維強化プラスチックシートの周辺部は高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部側に折り返す必要があるので、製造段階の初期では柔軟性または可とう性を有している必要がある(後記する実施例2におけるプリプレグ2がシート部材である繊維強化プラスチックシートに対応し、プリプレグ2を50枚積層して硬化させた積層板2が高強度繊維強化プラスチック部材に対応する)。
この繊維強化プラスチックシートも高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部側に折り返された後、製造段階の後期では加熱硬化されて高強度繊維強化プラスチック部材とは厚みが異なる同じような硬化物(熱可塑性樹脂の場合は固化物、以下同じ)となる。
繊維強化プラスチックシートにおける繊維の素材およびそれに含浸、塗布又はコーティングする樹脂および加熱硬化条件等については、高強度繊維強化プラスチック部材の場合と同様であるので、その説明の箇所で詳しく述べる。
繊維強化プラスチックシートの厚さは同じ理由により金属箔、強化繊維布や繊維強化紙と同程度でよい。
When a fiber-reinforced plastic sheet is used as the sheet member, the basic material may be the same as that of the high-strength fiber-reinforced plastic member (described in detail later), but the thickness is usually different. Specifically, when the peripheral portion of the fiber reinforced plastic sheet is folded back to the peripheral portion side of the high strength fiber reinforced plastic member, the thickness is preferably smaller than that of the high strength fiber reinforced plastic member. When the peripheral portion of the high-strength fiber reinforced plastic member is folded back to the peripheral portion of the fiber reinforced plastic sheet, the high-strength fiber reinforced plastic member is preferably thinner.
Furthermore, when the fiber reinforced plastic sheet peripheral side is folded back to the high strength fiber reinforced plastic member peripheral side, the high strength fiber reinforced plastic member is already cured (solidified in the case of thermoplastic resin, the same applies hereinafter) at the initial stage of the manufacturing stage. In contrast, fiber reinforced plastic sheets are not yet fully cured. Since the peripheral portion of the fiber reinforced plastic sheet needs to be folded back to the peripheral portion side of the high-strength fiber reinforced plastic member, it needs to have flexibility or flexibility at the initial stage of manufacturing (Example 2 described later). The prepreg 2 corresponds to a fiber-reinforced plastic sheet as a sheet member, and a laminated plate 2 obtained by laminating and curing 50 prepregs 2 corresponds to a high-strength fiber-reinforced plastic member).
This fiber-reinforced plastic sheet is also folded back to the periphery of the high-strength fiber-reinforced plastic member, and then cured by heating in the latter stage of the manufacturing stage, resulting in a similar cured product (thermoplasticity) having a thickness different from that of the high-strength fiber-reinforced plastic member. In the case of resin, it becomes a solidified product, and the same applies hereinafter.
The fiber material in the fiber-reinforced plastic sheet, the resin impregnated, coated or coated on it, the heat curing conditions, and the like are the same as in the case of the high-strength fiber-reinforced plastic member, and will be described in detail in the description section.
The thickness of the fiber reinforced plastic sheet may be the same as that of metal foil, reinforced fiber cloth or fiber reinforced paper for the same reason.

次に、本発明の複合防弾板におけるセラミック部材について述べる。
セラミック部材は、一般にファインセラミックと称されているもので、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素、ジルコニア、及びボロンカーバイド、窒化ホウ素、アルミニウムナイトライド等の少なくとも1種を含み、そのビッカース硬度が10GPa以上であり、曲げ強度が300MPa以上であり、曲げ弾性率が200GPa以上であることが好ましい。
このような機械的特性を有していることにより、目的とする複合防弾板の防弾特性を十分に向上させることができる。一方、上述した機械的特性を有していない場合は、防弾性に対する信頼性を損なう場合がある。このような機械的特性を満たすセラミック部材の具体例としては、以下に挙げるような製品がある。
1.アルミナ:商品名A−471(京セラ社製):ビッカース硬度11.8GPa、曲げ強度390MPa、曲げ弾性率280GPa
2.炭化珪素:商品名SC1000(京セラ社製):ビッカース硬度23.0GPa、曲げ強度450MPa、曲げ弾性率440GPa
3.窒化珪素:商品名SN220(京セラ社製):ビッカース硬度13.9GPa、曲げ強度610MPa、曲げ弾性率290GPa
なお、ビッカース硬度、曲げ強度、曲げ弾性率はJIS−R1610に準じて測定されたものである。
Next, the ceramic member in the composite bulletproof plate of the present invention will be described.
The ceramic member is generally called a fine ceramic and includes at least one of alumina, silicon nitride, silicon carbide, zirconia, boron carbide, boron nitride, aluminum nitride, etc., and has a Vickers hardness of 10 GPa or more. It is preferable that the bending strength is 300 MPa or more and the bending elastic modulus is 200 GPa or more.
By having such mechanical characteristics, the bulletproof characteristics of the target composite bulletproof plate can be sufficiently improved. On the other hand, when it does not have the above-mentioned mechanical characteristics, the reliability with respect to the ballistic resistance may be impaired. Specific examples of the ceramic member satisfying such mechanical characteristics include the following products.
1. Alumina: Trade name A-471 (manufactured by Kyocera Corporation): Vickers hardness 11.8 GPa, bending strength 390 MPa, bending elastic modulus 280 GPa
2. Silicon carbide: Trade name SC1000 (manufactured by Kyocera Corporation): Vickers hardness 23.0 GPa, bending strength 450 MPa, bending elastic modulus 440 GPa
3. Silicon nitride: trade name SN220 (manufactured by Kyocera Corporation): Vickers hardness 13.9 GPa, bending strength 610 MPa, bending elastic modulus 290 GPa
In addition, Vickers hardness, bending strength, and a bending elastic modulus are measured according to JIS-R1610.

接合前の単一(一枚)のセラミック部材は、厚さが、通常、1〜15mm程度、好ましくは、3〜10mm程度である。主表面の面積は400〜25000mm2で4角形又は6角形の板状を呈することが好ましい。前記厚さは、防弾強度と、厚さの増大に伴う重量増大とをバランスさせるために要求されるものである。また、主表面の面積が400〜25000mm2なる条件は、複合防弾板を構成するセラミック部材の個数と、着弾したことに起因する、セラミック部材の部分的な破壊が他の部分に伝播することによる損壊面積の拡大が生じないように考慮したものである。
すなわち、本発明の複合防弾板を製造する際には、単一のセラミック部材からではなく、複数枚のセラミック部材を平面方向に配列して端面を突合せて接合することにより製造するが、単一のセラミック部材の主表面の面積が上述した範囲よりも小さいと、使用するセラミック部材(タイル)の数が極端に多くなり、複合防弾板を製造する際の作業性が極めて悪くなる。一方、単一のセラミック部材の主表面の面積が上述した範囲よりも大きくなると、1発目の着弾でセラミック部材の1つが破壊されて欠損してしまった場合、その欠損部分の面積が極めて大きくなってしまい、続く銃弾が前記欠損部分に着弾した際、複合防弾板がその防弾性という特性を奏することができない場合が生じやすいからである。
なお、単一のセラミック部材が4角形又は6角形を呈するという要件は、単一のセラミック部材を上述したように、タイル壁状に複数枚配列して用いる場合、簡易に最密充填の状態とすることができるためである。すなわち、前記セラミック部材の不存在部がなくなり、目的とする複合防弾板の耐弾性を損なうことがなくなるためである。但し、複数のセラミック部材を配列させて用いる場合、最密充填させた場合でも隣接するセラミック部材間の隙間を皆無にすることは事実上困難であり、例えば最大で0.8mm程度の隙間が生じてしまう。この隙間を0.3mm程度、またはそれ以下にするのが好ましい。
配列されたセラミック部材の一部がずれてはみ出すのを防止することにより、この隙間を可能な限り最小にすることが本発明の目的であり、そのための手段として、シート部材の周辺部が前記高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部を覆うか、または前記高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部が前記シート部材の周辺部を覆うように折り返しが行なわれる。
また、単一のセラミック部材を6角形とした場合、最密充填にするための配列形態は1種類しかないが、4角形とした場合、最密充填にするための配列形態は、「十字」状交差部が形成される格子状配列とすることもできるし、「十字」状交差部が形成されないように少しずらした、例えば、「T字」状交差部が形成されるような配列とすることもできる。さらに、4角形を長方形とした場合、モザイク模様のように交点が一直線上に連続して形成されないように配列することもできる。
また、複合防弾板の使用上の観点から、前記セラミック部材は、表面粗さが3〜10μmであり、後で述べる接着層との非接合面の角部が、0.1〜0.5のC面又はR面であることが好ましい。
The thickness of the single (one piece) ceramic member before joining is usually about 1 to 15 mm, preferably about 3 to 10 mm. It is preferable that the area of the main surface is 400 to 25000 mm 2 and presents a quadrangular or hexagonal plate shape. The thickness is required to balance the bulletproof strength and the weight increase accompanying the increase in thickness. The condition that the area of the main surface is 400 to 25000 mm 2 is that the number of ceramic members constituting the composite bulletproof plate and the partial destruction of the ceramic member due to landing propagate to other parts. This is to prevent the damage area from expanding.
That is, when the composite bulletproof plate of the present invention is manufactured, it is manufactured not by a single ceramic member but by arranging a plurality of ceramic members in the plane direction and joining the end faces to each other. If the area of the main surface of the ceramic member is smaller than the above-described range, the number of ceramic members (tiles) to be used becomes extremely large, and the workability when manufacturing the composite bulletproof plate becomes extremely poor. On the other hand, when the area of the main surface of a single ceramic member becomes larger than the above-described range, if one of the ceramic members is destroyed and broken by the first landing, the area of the missing portion is extremely large. This is because when the subsequent bullets land on the chipped portion, the composite bulletproof plate may not be able to exhibit its characteristic of anti-elasticity.
Note that the requirement that a single ceramic member has a quadrangular or hexagonal shape is that, as described above, when a plurality of single ceramic members are used arranged in a tile wall shape, it can be easily packed in a close-packed state. This is because it can be done. That is, the absence of the ceramic member is eliminated, and the elasticity of the target composite bulletproof plate is not impaired. However, when a plurality of ceramic members are used in an array, it is practically difficult to eliminate gaps between adjacent ceramic members even when the ceramic members are closely packed, for example, a gap of about 0.8 mm at maximum occurs. End up. This gap is preferably about 0.3 mm or less.
It is an object of the present invention to minimize this gap as much as possible by preventing a part of the arranged ceramic members from sticking out, and as a means for that purpose, the peripheral portion of the sheet member is the above-mentioned high height. Folding is performed so as to cover the periphery of the strength fiber reinforced plastic member or so that the periphery of the high strength fiber reinforced plastic member covers the periphery of the sheet member.
Further, when the single ceramic member is hexagonal, there is only one arrangement form for close packing, but when it is quadrilateral, the arrangement form for close packing is “cross”. It is also possible to adopt a grid-like arrangement in which cross-shaped intersections are formed, or an arrangement in which a “T” -shaped cross section is formed, for example, slightly shifted so as not to form a “cross” -shaped cross section. You can also Further, when the quadrangular shape is a rectangle, the intersections may be arranged so as not to be continuously formed on a straight line like a mosaic pattern.
Further, from the viewpoint of use of a composite bulletproof plate, the ceramic member has a surface roughness of 3 to 10 μm, and a corner portion of a non-joint surface with an adhesive layer described later has a thickness of 0.1 to 0.5. A C-plane or R-plane is preferable.

次に、本発明の複合防弾板における高強度繊維強化プラスチック部材について述べる。この高強度繊維強化プラスチック部材中の個々の材料は、前記シート部材のひとつとして用いられる繊維強化プラスチックシートにおける個々の材料と同じであっても良いが厚さが異なる。折り返す方が薄いことが好ましい。
本発明で使用する前記高強度繊維強化プラスチック部材中に含まれる高強度繊維は、その比引張強度が0.1×106m以上であり、比引張弾性率が3.0×106m以上であることが好ましい。高強度繊維の素材としては、特に限定されるものではなく、例えば、高強度ガラス繊維、高強度カーボン繊維、高強度アラミド(芳香族ポリアミド)繊維、高強度芳香族ポリエステル繊維、高強度芳香族ポリエーテルアミド繊維、高強度ポリエチレン(超高分子量ポリエチレン)繊維、及び高強度ナイロン繊維、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトンなどからなる繊維等からなる群より選ばれる少なくとも1種があげられ、高強度ガラス繊維、高強度カーボン繊維、高強度アラミド繊維、高強度芳香族ポリエステル繊維、高強度ポリエチレン繊維、高強度ナイロン繊維および高強度PBO繊維が好ましい。
これらの高強度繊維を使用することによって、高強度繊維強化プラスチック部材が使用されている本発明の複合防弾板の耐衝撃性を向上させることができ、耐防弾性能を向上させることができる。なお、特に上述した数値の機械的特性を満足しない場合においては、十分な耐防弾性能を得ることができない場合がある。
Next, the high strength fiber reinforced plastic member in the composite bulletproof plate of the present invention will be described. The individual materials in the high-strength fiber-reinforced plastic member may be the same as the individual materials in the fiber-reinforced plastic sheet used as one of the sheet members, but have different thicknesses. It is preferable that the folding is thinner.
The high-strength fiber contained in the high-strength fiber-reinforced plastic member used in the present invention has a specific tensile strength of 0.1 × 10 6 m or more and a specific tensile modulus of 3.0 × 10 6 m or more. It is preferable that The material of the high-strength fiber is not particularly limited. For example, high-strength glass fiber, high-strength carbon fiber, high-strength aramid (aromatic polyamide) fiber, high-strength aromatic polyester fiber, high-strength aromatic poly At least one selected from the group consisting of etheramide fiber, high-strength polyethylene (ultra high molecular weight polyethylene) fiber, and high-strength nylon fiber, polyamideimide, polyetherketone, and the like, High strength carbon fiber, high strength aramid fiber, high strength aromatic polyester fiber, high strength polyethylene fiber, high strength nylon fiber and high strength PBO fiber are preferred.
By using these high-strength fibers, the impact resistance of the composite bulletproof plate of the present invention in which the high-strength fiber-reinforced plastic member is used can be improved, and the bulletproof performance can be improved. In particular, when the above-described numerical mechanical characteristics are not satisfied, there may be cases where sufficient bulletproof performance cannot be obtained.

本発明において用いられる高強度繊維の製品としては、
1)アラミド繊維:デュポン社製商品名ケブラー29、比引張強度0.22×106m、比引張弾性率5.3×106
2)カーボン繊維:東レ社製商品名トレカT300、比引張強度0.22×106m、比引張弾性率14.2×106
3)高強度ポリエチレン繊維:東洋紡社製ダイニーマ、比引張強度0.29×106m、比引張弾性率13.5×106
などを挙げることができる。
なお、比引張強度および比引張弾性率はJISK7073に基づいて測定したものである。
As a product of high strength fiber used in the present invention,
1) Aramid fiber: DuPont brand name Kevlar 29, specific tensile strength 0.22 × 10 6 m, specific tensile modulus 5.3 × 10 6 m
2) Carbon fiber: trade name Torayca T300 manufactured by Toray Industries, Inc., specific tensile strength 0.22 × 10 6 m, specific tensile elastic modulus 14.2 × 10 6 m
3) High-strength polyethylene fiber: Dyneema manufactured by Toyobo Co., Ltd., specific tensile strength 0.29 × 10 6 m, specific tensile modulus 13.5 × 10 6 m
And so on.
The specific tensile strength and the specific tensile elastic modulus are measured based on JISK7073.

さらに、本発明において用いられる、これら高強度繊維に含浸、コーティングまたはラミネートする樹脂の中で熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂及びポリイミド樹脂等であり、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルアセテート、ポリエーテルサルファイド、ポリフェニルサルファイド、ポリエーテル、エーテルケトン等、さらには熱可塑性ポリウレタン、スチレン、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、アクリルニトリルスチレン(AS)樹脂、ネオプレン等の合成ゴム又はエラストマーなどである。   Further, among the resins used in the present invention for impregnating, coating or laminating these high-strength fibers, examples of thermosetting resins include epoxy resins, epoxy acrylate resins, phenol resins, polyurethane resins, unsaturated polyester resins, vinyl esters. Examples of thermoplastic resins include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyamides, polyesters, polyvinyl acetates, polyether sulfides, polyphenyl sulfides, polyethers, and ether ketones, and thermoplastic polyurethanes and styrenes. Butadiene rubber, nitrile rubber, acrylonitrile styrene (AS) resin, synthetic rubber such as neoprene, or elastomer.

熱硬化性樹脂である場合、硬化剤としては、例えば、ジエチレントリアミンのようなポリアミン系硬化剤、ベンジルジメチルアミンや2−(ジメチルアミノメチル)フェノールのような第三アミン化合物系硬化剤、無水フタル酸やテトラヒドロ無水フタル酸のような酸無水物系硬化剤、2−メチルイミダゾールや2−フェニルイミダゾールのようなイミダゾール化合物系硬化剤、ベンゾイルパーオキサイドやジクミルパーオキサイドのような過酸化物、フェノールノボラック、トリオキサントリメチレンメルカプタン、トリレンジイソシアネートやヘキサメチレンジイソシアネートのようなイソシアネート基を有する化合物、フェノールやクレゾールのようなフェノール基を有する化合物、ヒドラジド基を有する化合物、又はカルボキシル基を有する化合物等が挙げられる。
高強度繊維強化プラスチック部材は、高強度繊維からなる織布または不織布に前記樹脂を含浸、塗布またはラミネートし、シート状プリプレグ、または前記高強度繊維を平行に引き揃えて樹脂を含浸又はラミネートしたシート状プリプレグを用い、積層成形した積層板とすることができる。この際、積層板は、プリプレグを内部に含まれる高強度繊維の向きが互いに直交するようにして積層して構成することができる。
When it is a thermosetting resin, examples of the curing agent include polyamine curing agents such as diethylenetriamine, tertiary amine compound curing agents such as benzyldimethylamine and 2- (dimethylaminomethyl) phenol, and phthalic anhydride. Anhydrides such as tetrahydrophthalic anhydride and tetrahydrophthalic anhydride, imidazole compound curing agents such as 2-methylimidazole and 2-phenylimidazole, peroxides such as benzoyl peroxide and dicumyl peroxide, phenol novolacs , Trioxane trimethylene mercaptan, compounds having isocyanate groups such as tolylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate, compounds having phenol groups such as phenol and cresol, compounds having hydrazide groups, or carboxyl groups A compound having the like.
A high-strength fiber reinforced plastic member is a sheet obtained by impregnating, applying or laminating a resin to a woven or non-woven fabric made of high-strength fibers, and impregnating or laminating the resin by aligning the high-strength fibers in parallel. The laminated prepreg can be used as a laminated plate. At this time, the laminate can be configured by laminating the prepreg so that the directions of the high-strength fibers contained therein are orthogonal to each other.

前記高強度繊維強化プラスチック部材を製造するための方法としては、熱硬化性樹脂の場合、前記高強度繊維に熱硬化性樹脂を溶剤に溶解した樹脂組成物を調製し、それを含浸又は塗布後、バーコーターやクリアランスロールなどを用いて余分な樹脂組成物を掻き取ってプリプレグを作製し、このプリプレグを複数枚重ねて積層板とし、加熱加圧する圧縮成形法、あるいはプリプレグを作らないハンドレイアップ法などがある。
一方、熱可塑性樹脂の場合、高強度繊維と熱可塑性樹脂フィルム或いは織布などのシート状物とを交互に複数枚重ね合わせて加熱、加圧する圧縮成形法や、樹脂を予め溶融しておき、その樹脂を高強度繊維に付着させる方法もある。熱可塑性樹脂の含有率も上記熱硬化性樹脂の場合と同じである。
樹脂含有率は部材中、通常は5〜80%(質量%、以下同じ)の範囲であるが、好ましくは5〜50%、より好ましくは8〜30%である。
樹脂含有率を5%以上とすることにより、高速の飛来物が衝突した際でも剛性が高く形態保持性に優れており、80%以下とすることにより、繊維の隙間が適度な間隔となり必要な強度を確保することができる。
シート部材に関して説明したように、各種シート部材の中で繊維強化プラスチックシートが用いられる場合は、高強度繊維強化プラスチック部材は繊維強化プラスチックシートと基本的には材料は同じものであってもよいが厚さが異なる。
したがって、シート部材として用いられる繊維強化プラスチックシート(たとえば、後記する実施例で用いられているようなプリプレグ)を最初に加熱硬化させ、次いで、セラミック部材を細密充填状態で貼り付け、次にセラミック部材にまだ加熱硬化させていない可とう性のある高強度繊維強化プラスチック部材を貼り付けて高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部を繊維強化プラスチックシートの周辺部側に折り返して覆い、全体を後で述べるように、加熱硬化させてもよい。このように、高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部を繊維強化プラスチックシートの周辺部側に折り返す場合は、折り返し部分で生じる表面の膨らみ部分が大きくならないようにするため、高強度繊維強化プラスチック部材の厚みを繊維強化プラスチックシートのそれより薄くするほうが好ましい。
シート部材として繊維強化プラスチックシート以外の前記材料のものが用いられる場合は、それらの周辺部が高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部を覆う構造とすることが好ましい。
As a method for producing the high-strength fiber reinforced plastic member, in the case of a thermosetting resin, a resin composition obtained by dissolving a thermosetting resin in a solvent in the high-strength fiber is prepared, and after impregnation or coating Using a bar coater or a clearance roll, scrape off the excess resin composition to produce a prepreg, and then lay up multiple sheets of this prepreg to form a laminated plate. There are laws.
On the other hand, in the case of a thermoplastic resin, a compression molding method in which a plurality of sheets of high-strength fibers and thermoplastic resin films or woven fabrics are alternately stacked and heated and pressed, or the resin is previously melted, There is also a method of attaching the resin to high-strength fibers. The content of the thermoplastic resin is the same as that of the thermosetting resin.
The resin content in the member is usually in the range of 5 to 80% (mass%, the same applies hereinafter), preferably 5 to 50%, more preferably 8 to 30%.
By setting the resin content to 5% or more, even when a high-speed flying object collides, it has high rigidity and excellent shape retention. By setting it to 80% or less, the gap between the fibers becomes an appropriate interval and is necessary. Strength can be secured.
As described with respect to the sheet member, when a fiber reinforced plastic sheet is used in various sheet members, the high-strength fiber reinforced plastic member may be basically the same material as the fiber reinforced plastic sheet. The thickness is different.
Therefore, a fiber reinforced plastic sheet used as a sheet member (for example, a prepreg as used in the examples described later) is first heat-cured, and then the ceramic member is pasted in a finely packed state, and then the ceramic member A flexible high-strength fiber reinforced plastic member that has not yet been heat-cured is affixed to cover the periphery of the high-strength fiber reinforced plastic member by folding it back to the periphery of the fiber-reinforced plastic sheet. As such, heat curing may be performed. As described above, when the peripheral portion of the high-strength fiber reinforced plastic member is folded back to the peripheral portion side of the fiber reinforced plastic sheet, the bulge portion of the surface generated at the folded portion is prevented from becoming large. It is preferable to make the thickness thinner than that of the fiber-reinforced plastic sheet.
When the material other than the fiber-reinforced plastic sheet is used as the sheet member, it is preferable that the peripheral portion covers the peripheral portion of the high-strength fiber-reinforced plastic member.

次に、接着層について述べる。
本発明の複合防弾板において、端面をつき合わせるように配列されて接合された複数のセラミック部材は接着層を介して高強度繊維強化プラスチック部材に貼り付けられ、次いで、貼り付けられた複数枚のセラミック部材の上に接着層を介してシート部材を積層するのが好ましい(シート部材として繊維強化プラスチックシートが用いられる場合は、貼り付けの順序が逆になる場合もある)。ただし、シート部材が前記のような接着層を有する金属箔の場合は新たに接着層を積層する必要はない。
接着層は加工性または生産性の観点から、接着用樹脂シート(すなわち、シート状の樹脂組成物)であることが好ましく、樹脂組成物(接着剤組成物)としては、エラストマーを含有する熱硬化性樹脂組成物が好ましい。接着用樹脂シートは硬化状態において、弾性変形率が20〜60%、圧縮弾性率が107〜108Paであることが好ましい。弾性変形率および圧縮弾性率が上記範囲であることにより、接着強度が損なわれることがなく、防弾性およびセラミック部材の接合部の信頼性が確保される。セラミック部材との接着強度は1.0kN/m以上であることが好ましい。
弾性変形率および圧縮弾性率は、例えば、微小硬度計を用いて測定される。微小硬度計としては、例えば、島津製作所製、ダイナミック超微小硬度計DUH−201等が例示される。
接着強度は1.0kN/m以上であることにより、被弾した際、セラミック部材が大きく飛散することが緩和される。接着強度はJISC6471に準じて測定される。
Next, the adhesive layer will be described.
In the composite bulletproof plate of the present invention, the plurality of ceramic members arranged and joined so that the end surfaces are brought together are attached to the high-strength fiber reinforced plastic member via the adhesive layer, and then the plurality of attached pieces. It is preferable to laminate a sheet member on the ceramic member via an adhesive layer (when a fiber-reinforced plastic sheet is used as the sheet member, the order of application may be reversed). However, when the sheet member is a metal foil having an adhesive layer as described above, there is no need to newly laminate an adhesive layer.
The adhesive layer is preferably an adhesive resin sheet (that is, a sheet-shaped resin composition) from the viewpoint of processability or productivity, and the resin composition (adhesive composition) is a thermoset containing an elastomer. A functional resin composition is preferred. In the cured state, the adhesive resin sheet preferably has an elastic deformation rate of 20 to 60% and a compression elastic modulus of 10 7 to 10 8 Pa. When the elastic deformation rate and the compression elastic modulus are in the above ranges, the adhesive strength is not impaired, and the ballistic resistance and the reliability of the joint portion of the ceramic member are ensured. The adhesive strength with the ceramic member is preferably 1.0 kN / m or more.
The elastic deformation rate and the compression elastic modulus are measured using, for example, a microhardness meter. Examples of the micro hardness meter include a dynamic ultra micro hardness meter DUH-201 manufactured by Shimadzu Corporation.
When the adhesive strength is 1.0 kN / m or more, the ceramic member is less greatly scattered when it is hit. The adhesive strength is measured according to JISC6471.

熱硬化性樹脂組成物としては、高強度繊維強化プラスチック部材に用いられる樹脂を含む組成物、すなわち、エポキシ樹脂組成物、フェノール樹脂組成物、不飽和ポリエステル樹脂組成物などが用いられるが、接着性および耐熱性の観点からエポキシ樹脂組成物が好ましい。
特に、少なくとも一種のエポキシ化合物、エポキシ用硬化剤(各種アミン類、酸無水物等)、エポキシ用硬化促進剤(三フッ化ホウ素モノエチルアミン、各種イミダゾール類等)、エラストマー及び無機充填剤(水酸化アルミニウム等)を含み、前記エラストマーの含有量が、全樹脂組成物に対して40〜80質量%であるような熱硬化性エポキシ樹脂組成物が好ましい。エラストマーの含有量が上記範囲外では、砲弾に対する耐衝撃性を損ない、接着強度不足によって砲弾によるセラミック部材の飛散が生じてしまう場合がある。この場合、特に前記エラストマーの含有量が、全樹脂組成物中40〜80質量%なる要件を満足することが肝要である。
エポキシ化合物としては、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等制限なく用いることができるが、成膜性、成形性および経済性等の観点からビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。
As the thermosetting resin composition, a composition containing a resin used for a high-strength fiber-reinforced plastic member, that is, an epoxy resin composition, a phenol resin composition, an unsaturated polyester resin composition, or the like is used. From the viewpoint of heat resistance, an epoxy resin composition is preferred.
In particular, at least one epoxy compound, epoxy curing agent (various amines, acid anhydrides, etc.), epoxy curing accelerator (boron trifluoride monoethylamine, various imidazoles, etc.), elastomer and inorganic filler (hydroxylation) A thermosetting epoxy resin composition containing aluminum and the like and having an elastomer content of 40 to 80% by mass with respect to the total resin composition is preferable. If the elastomer content is outside the above range, the impact resistance to the shell may be impaired, and the ceramic member may be scattered by the shell due to insufficient adhesive strength. In this case, it is important that the content of the elastomer particularly satisfies the requirement of 40 to 80% by mass in the total resin composition.
As the epoxy compound, biphenyl type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, alicyclic epoxy resin and the like can be used without limitation, but biphenyl type epoxy resin is preferable from the viewpoints of film formability, moldability and economy.

エラストマーとしては、特に限定されるものではなく、アクリル系ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンメチルアクリレートアクリロニトリルゴム、ブタジエンゴム、カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ポリビニルブチラール、天然ゴムおよびイソプレン系ゴム、クロロプレン系ゴム、水素化ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレン酢酸ビニルゴム、ポリエーテルウレタンゴム、ポリエステルウレタンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴム、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、エポキシ変性のブタジエン−アクリロニトリル共重合体の架橋物などが挙げられる。中でも、エラストマーとしては、ガラス転移温度が−30〜20℃、重量平均分子量が20万〜70万、酸価が5〜12KOHmg/gのものが好ましく、0℃付近から100℃付近の比較的広い温度範囲で安定して使用できることからアクリロニトリルブタジエン系ゴム、水素化ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムから選ばれる少なくとも1種類が好ましく用いられる。
上記のような樹脂組成物を不活性な溶媒(たとえば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルエチルケトン等)に溶解した溶液を調製し、それを離型紙や離型フィルム(キャリアフィルム)に塗布して溶媒を蒸発させて厚さ10〜50μm程度、好ましくは20μm程度の接着層として用いられる接着用樹脂シートを得ることができる。
接着層の厚さを10μm以上とすることにより、セラミック部材の接着を確実にすることができ、50μm以下とすることにより、各部材を積層した後、加圧して最終的に仕上げる際に生じるセラミック部材の動きを抑制することができる。
The elastomer is not particularly limited, and acrylic rubber, acrylonitrile butadiene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene methyl acrylate acrylonitrile rubber, butadiene rubber, carboxyl group-containing acrylonitrile butadiene rubber, silicone rubber, urethane rubber, polyvinyl butyral, natural Synthetic rubber such as rubber and isoprene rubber, chloroprene rubber, hydrogenated nitrile rubber, butyl rubber, ethylene propylene rubber, ethylene vinyl acetate rubber, polyether urethane rubber, polyester urethane rubber, fluorine rubber, polyolefin thermoplastic elastomer, polyurethane heat Plastic elastomer, polyester thermoplastic elastomer, polyamide thermoplastic elastomer, epoxy-modified butadiene Such cross-linked product of acrylonitrile copolymer. Among them, an elastomer having a glass transition temperature of −30 to 20 ° C., a weight average molecular weight of 200,000 to 700,000, and an acid value of 5 to 12 KOHmg / g is preferable, and is relatively wide from around 0 ° C. to around 100 ° C. Since it can be used stably in a temperature range, at least one selected from acrylonitrile butadiene rubber, hydrogenated nitrile rubber, ethylene propylene rubber, silicone rubber, and fluoro rubber is preferably used.
Prepare a solution in which the above resin composition is dissolved in an inert solvent (eg, propylene glycol monomethyl ether, methyl ethyl ketone, etc.) and apply it to release paper or release film (carrier film) to evaporate the solvent. Thus, an adhesive resin sheet used as an adhesive layer having a thickness of about 10 to 50 μm, preferably about 20 μm can be obtained.
By making the thickness of the adhesive layer 10 μm or more, it is possible to ensure the adhesion of the ceramic members, and by making the thickness 50 μm or less, the ceramic generated when each member is laminated and then finally finished by pressing. The movement of the member can be suppressed.

上述したシート部材、セラミック部材及び高強度繊維強化プラスチック部材を用いて製造された本発明の複合防弾板は、通常、着弾側(前面)にシート部材が配置され、その内側に接着層を介して前記セラミック部材が配置され、その後面に接着層である前記接着用樹脂シートを介して積層された前記高強度繊維強化プラスチック部材が密着配置された状態で用いられることが好ましい。これによって、本発明の複合防弾板の防弾性能を向上させることができる。また、シート部材は着弾時に飛散するセラミック部材の破片による2次災害を防止する役割も有する。
上述のような各部材から構成される複合防弾板を最終的に仕上げるためには、前記のような順序で積層して、シート部材の周辺部が高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部を覆うか、または高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部がシート部材の周辺部を覆うように折り返して定法により加熱下で圧縮成形させる。好ましい圧縮成形条件は以下に示すようなものである。
成形温度:100〜200℃
成形圧:0.5〜4MPa
成形時間:1〜200分
In the composite bulletproof plate of the present invention manufactured using the above-described sheet member, ceramic member, and high-strength fiber reinforced plastic member, the sheet member is usually disposed on the landing side (front surface), and an adhesive layer is provided inside thereof. It is preferable that the ceramic member is disposed, and the high-strength fiber reinforced plastic member laminated via the adhesive resin sheet which is an adhesive layer on the rear surface thereof is used in a state of being closely disposed. Thereby, the bulletproof performance of the composite bulletproof plate of the present invention can be improved. The sheet member also has a role of preventing secondary disasters due to ceramic member fragments scattered upon landing.
In order to finally finish the composite bulletproof plate composed of each member as described above, the sheet member is laminated in the above order, and the periphery of the sheet member covers the periphery of the high-strength fiber reinforced plastic member. Alternatively, the high strength fiber reinforced plastic member is folded back so that the peripheral portion of the sheet member covers the peripheral portion of the sheet member, and compression-molded under heating by a conventional method. Preferred compression molding conditions are as shown below.
Molding temperature: 100-200 ° C
Molding pressure: 0.5-4MPa
Molding time: 1 to 200 minutes

以下、本発明を実施例にて具体的に説明する。
[接着用樹脂シート(接着層)の製造]
234.93質量部のアクリル系合成ゴム〔SG−708−6T、ガラス転移温度6℃、重量平均分子量70万、酸価8.0KOHmg/g、ナガセケムテックス社製〕、39.15質量部のアクリロニトリルブタジエン系合成ゴム〔ニポール1072、ガラス転移温度−24℃、重量平均分子量34万、酸価12.0KOHmg/g、日本ゼオン社製〕、100質量部のビフェニル型エポキシ樹脂〔NC−3000−H、日本化薬社製〕、34.26質量部の難燃剤〔フェノキシホスファゼンオリゴマー、融点100℃、大塚化学社製〕、硬化剤として芳香族ジアミン〔4,4’−DDS(4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン)、和光純薬社製〕17.16質量部、硬化促進剤として、三フッ化ホウ素モノエチルアミン〔橋本化成社製〕0.3質量部、無機充填剤である水酸化アルミニウム〔ハイジライトH−421、昭和電工社製〕97.89質量部からなる混合物に溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテル及びメチルエチルケトンの1/1(質量比)混合溶媒を加えて固形分濃度40質量%の接着剤組成物を調製した。この接着剤組成物を厚さ30μmの離型紙にロールコーターで乾燥後の厚さが20μmになるように塗布乾燥し、「接着用樹脂シート1(接着層)」を得た。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples.
[Production of adhesive resin sheet (adhesive layer)]
234.93 parts by mass of acrylic synthetic rubber [SG-708-6T, glass transition temperature 6 ° C., weight average molecular weight 700,000, acid value 8.0 KOHmg / g, manufactured by Nagase ChemteX Corporation], 39.15 parts by mass Acrylonitrile butadiene based synthetic rubber [Nipol 1072, glass transition temperature -24 ° C., weight average molecular weight 340,000, acid value 12.0 KOHmg / g, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.], 100 parts by mass of biphenyl type epoxy resin [NC-3000-H , Manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.], 34.26 parts by mass of a flame retardant (phenoxyphosphazene oligomer, melting point 100 ° C., manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.), aromatic diamine [4,4′-DDS (4,4′- Diaminodiphenyl sulfone), manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] 17.16 parts by mass, boron trifluoride monoethylamine [manufactured by Hashimoto Kasei Co., Ltd.] 0 as a curing accelerator .3 parts by mass, aluminum hydroxide as an inorganic filler [Hidilite H-421, manufactured by Showa Denko KK] 97.89 parts by mass of a mixture of propylene glycol monomethyl ether and methyl ethyl ketone as a solvent (mass ratio) 1/1 A mixed solvent was added to prepare an adhesive composition having a solid content of 40% by mass. This adhesive composition was applied and dried on a release paper having a thickness of 30 μm with a roll coater so that the thickness after drying was 20 μm, to obtain “adhesive resin sheet 1 (adhesive layer)”.

[実施例1]
アラミド繊維−ポリウレタン樹脂系のUDプリプレグ〔面積約5000cm2、厚さ約0.2mm、ハネウエル社製、UDシート(商品名:RSシート)、目付量222g/m2、樹脂量30質量%、アラミド繊維の比引張強度0.22×106m、比引張り弾性率5.3×106m〕を繊維束の長さ方向が0度と90度になるように1枚毎に直交配列させて50枚を重ね合わせ、130℃、30分、成形圧13MPaという成形条件下、硬化させながら成形して、面積約5000cm2、厚さ約8.7mmの「積層板1(高強度繊維強化プラスチック部材)」を作製した。
次いで、「積層板1」の片面(表面)に「積層板1」と同じ面積、形状を有する「接着用樹脂シート1」を積層し、その上に、アルミナセラミック板(セラミック部材)〔A−471(京セラ製)、100mm×100mm×厚さ8mm、積層板との接合面平均粗さ4.5μm、コーナー仕上げ有り〕を縦横それぞれ10枚と5枚合計50枚の間隙が可能な限り狭く、かつ、「十字」状交差部が形成されるように端面をつき合わせて配列して貼り付け、さらに貼り付けたアルミナセラミック板の上面に面積8024cm2、接着層付0.1mm厚の「アルミシート(シート部材)」の接着層側を積層し、「アルミシート」の周辺部をそれぞれの辺から70mmづつ折り返して「積層板1」の裏面周辺部4辺全てを覆い、成形条件、160℃、60分、成形圧4MPaでプレス成形して面積約5000cm2×厚さ約17mmの「複合防弾板」を作製した。なお、「アルミシート」の周辺部4隅は折り返し部が図2で示される形状になるように切り取った。
[Example 1]
UD prepreg of aramid fiber-polyurethane resin [area: about 5000 cm 2 , thickness: about 0.2 mm, manufactured by Honeywell, UD sheet (trade name: RS sheet), basis weight 222 g / m 2 , resin amount 30% by mass, aramid The fiber has a specific tensile strength of 0.22 × 10 6 m and a specific tensile modulus of 5.3 × 10 6 m] so that the length direction of the fiber bundle is 0 degrees and 90 degrees, and the fibers are arranged orthogonally. 50 sheets are stacked and molded while being cured under molding conditions of 130 ° C., 30 minutes, molding pressure of 13 MPa, and the “laminated plate 1 (high strength fiber reinforced plastic member having an area of about 5000 cm 2 and a thickness of about 8.7 mm” is obtained. ) ”.
Next, “adhesive resin sheet 1” having the same area and shape as “laminate plate 1” is laminated on one side (front surface) of “laminate plate 1”, and alumina ceramic plate (ceramic member) [A- 471 (manufactured by Kyocera), 100 mm × 100 mm × thickness 8 mm, average roughness of joint surface with laminated plate 4.5 μm, with corner finish], the gap between 10 sheets in the vertical and horizontal directions and 5 sheets in total is 50 as narrow as possible, In addition, an “aluminum sheet” having an area of 8024 cm 2 and an adhesive layer with a thickness of 0.1 mm is attached to the upper surface of the bonded alumina ceramic plate. (Sheet member) "is laminated on the adhesive layer side, and the peripheral part of" aluminum sheet "is folded back by 70 mm from each side to cover all four sides of the back side peripheral part of" laminate 1 ", molding conditions, 160 ° C, 6 Min, to produce a "composite bulletproof plate" press molding to an area of about 5000 cm 2 × thickness of about 17mm in the molding pressure 4 MPa. Note that the four corners of the peripheral portion of the “aluminum sheet” were cut out so that the folded portion had the shape shown in FIG.

[実施例2]
アラミド繊維織布〔面積約8024cm2、厚さ約0.25mm、繊維:デュポン社製、商品名ケブラー29、比引張り強度0.22×106m、比引張り弾性率5.3×106m〕に、エポキシ樹脂系含浸ワニス〔京セラケミカル社製、TVB−2638、固形分濃度80質量%〕を含浸、乾燥させ、「プリプレグ2」〔厚さ約0.2mm、目付量220g/m2、樹脂量30質量%〕を作製した。この「プリプレグ2」を面積約5000cm2にカットして50枚重ね合わせて、160℃、60分、成形圧4MPaという成形条件下、硬化させながらプレス成形して、面積約5000cm2、厚さ約8.6mmの「積層板2(高強度繊維強化プラスチック部材)」を作製した。
次いで、「積層板2」の片面(表面)に「積層板2」と同じ面積を有する「接着用樹脂シート1(接着層)」を積層し、その上にアルミナセラミック板(セラミック部材)〔A−471(京セラ社製)、100mm×100mm×厚さ8mm、積層板との接合面平均粗さ4.5μm、コーナー仕上げ有り〕を縦横それぞれ10枚および5枚合計50枚を実施例1と同じように貼り付け、さらにその貼り付けたアルミナセラミック板の上面を、面積約8024cm2の「プリプレグ2(シート部材)」で覆い、裏面側にそれぞれの辺から70mmづつ折り返して「積層板2」の裏面周辺部4辺全てを覆い、160℃、60分、成形圧4MPaという成形条件で硬化させながらプレス成形して面積約5000cm2×厚さ約17mmの「複合防弾板」を作製した。
[Example 2]
Aramid fiber woven fabric [area approximately 8024 cm 2 , thickness approximately 0.25 mm, fiber: manufactured by DuPont, trade name Kevlar 29, specific tensile strength 0.22 × 10 6 m, specific tensile elastic modulus 5.3 × 10 6 m ], Impregnated with an epoxy resin-based impregnated varnish (TVB-2638, solid concentration 80% by mass, manufactured by Kyocera Chemical Co., Ltd.) and dried to obtain “prepreg 2” [thickness of about 0.2 mm, basis weight 220 g / m 2 , Resin amount 30% by mass] was prepared. This “prepreg 2” is cut into an area of about 5000 cm 2 and 50 sheets are overlapped and press-molded while being cured under molding conditions of 160 ° C., 60 minutes, molding pressure 4 MPa, an area of about 5000 cm 2 and a thickness of about An 8.6 mm “laminate 2 (high-strength fiber reinforced plastic member)” was produced.
Next, “adhesive resin sheet 1 (adhesive layer)” having the same area as “laminate plate 2” is laminated on one side (front surface) of “laminate plate 2”, and alumina ceramic plate (ceramic member) [A -471 (manufactured by Kyocera Corporation), 100 mm × 100 mm × thickness 8 mm, average roughness 4.5 μm of the joint surface with the laminated plate, with corner finish], 10 sheets in length and width and 5 sheets in total, the same as in Example 1. Further, the upper surface of the bonded alumina ceramic plate is covered with “prepreg 2 (sheet member)” having an area of about 8024 cm 2 , and folded back by 70 mm from each side on the back surface side of “laminate plate 2”. "Compound bulletproof board" that covers all four sides of the back surface and is press-molded while being cured under molding conditions of 160 ° C, 60 minutes, molding pressure of 4 MPa, and has an area of about 5000 cm 2 × thickness of about 17 mm. Was made.

[実施例3]
実施例1で作製した「積層板1(高強度繊維強化プラスチック部材)」の片面(表面)に「積層板1」と同じ面積を有する「接着用樹脂シート1(接着層)」を積層し、その上に、炭化珪素セラミック板(セラミック部材)〔SC1000(京セラ製)、100mm×100mm×厚さ5mm、積層板との接合面平均粗さ4.5μm、コーナー仕上げ有り〕を縦横それぞれ10枚および5枚合計50枚を実施例1と同じように貼り付け、さらにその上を面積約7296cm2、厚さ0.2mmの「アラミド繊維織布(シート部材)」で覆い、裏面側に4辺それぞれの辺から約50mmづつ折り返して「積層板1」の裏面を覆った後、160℃、60分、成形圧4MPaという成形条件で硬化させながらプレス成形して面積約5000cm2×厚さ約14mmの「複合防弾板」を作製した。「アラミド繊維織布」と炭化珪素セラミック板との間には「アラミド繊維織布」と同じ面積を有する「接着用樹脂シート1(接着層)」を積層した。
[Example 3]
“Adhesive resin sheet 1 (adhesive layer)” having the same area as “laminate plate 1” is laminated on one side (surface) of “laminate 1 (high-strength fiber reinforced plastic member)” produced in Example 1, On top of that, 10 silicon carbide ceramic plates (ceramic members) [SC1000 (manufactured by Kyocera), 100 mm × 100 mm × thickness 5 mm, average roughness of joint surface with laminated plate 4.5 μm, with corner finishing] A total of 50 sheets were stuck in the same manner as in Example 1, and further covered with “aramid fiber woven fabric (sheet member)” having an area of about 7296 cm 2 and a thickness of 0.2 mm, and four sides each on the back side. after folded from the side about 50mm increments covered a rear surface of the "laminate 1", 160 ° C., 60 min, area of about 5000 cm 2 × thickness by press molding while curing the molding conditions of molding pressure 4MPa To produce a "composite bulletproof plate" of about 14mm. The “adhesive resin sheet 1 (adhesive layer)” having the same area as the “aramid fiber woven fabric” was laminated between the “aramid fiber woven fabric” and the silicon carbide ceramic plate.

[比較例1]
実施例1で用いた「アルミシート」を「積層板1」と同じサイズ、形状になるように切断して折り返し部がない状態(図3参照)で成形すること以外は、実施例1と同様にして、比較用の「複合防弾板」を作製した。
[Comparative Example 1]
The same as in Example 1 except that the “aluminum sheet” used in Example 1 is cut so as to have the same size and shape as “Laminated plate 1” and formed without a folded portion (see FIG. 3). Thus, a “composite bulletproof plate” for comparison was produced.

[比較例2]
実施例2で用いた「プリプレグ2」を「積層板2」と同じサイズ、形状になるように切断して折り返し部がない状態(図3参照)で成形すること以外は、実施例2と同様にして、比較用の「複合防弾板」を作製した。
[Comparative Example 2]
Similar to Example 2 except that the “prepreg 2” used in Example 2 is cut so as to have the same size and shape as “Laminate 2” and formed without a folded portion (see FIG. 3). Thus, a “composite bulletproof plate” for comparison was produced.

[比較例3]
実施例3で用いたアラミド繊維織布を「積層板1」と同じサイズ、形状になるように切断して折り返し部がない状態(図3参照)で成形すること以外は、実施例3と同様にして、比較用の「複合防弾板」を作製した。
[Comparative Example 3]
Similar to Example 3 except that the aramid fiber woven fabric used in Example 3 is cut so as to have the same size and shape as “Laminate 1” and formed without a folded portion (see FIG. 3). Thus, a “composite bulletproof plate” for comparison was produced.

[比較例4]
幅50cm、長さ304cmのプリプレグを用い、1方面の周辺部を包んで成形すること以外は実施例2と同様にして、比較用の「複合防弾板」を作製した。
[Comparative Example 4]
A comparative “composite bulletproof plate” was prepared in the same manner as in Example 2 except that a prepreg having a width of 50 cm and a length of 304 cm was used and the peripheral portion of one side was wrapped and molded.

[比較例5]
幅154cm、長さ304cmであること以外は実施例2と同じプリプレグ2を用いて4方全面折り返した以外は実施例1と同様にして比較用の「複合防弾板」を作製した。
上記実施例で得た「複合防弾板」及び比較例で得た比較用の「複合防弾板」の部材構成、生産性、外観、耐防弾試験の結果を表1に示した。
[Comparative Example 5]
A comparative “composite bulletproof plate” was prepared in the same manner as in Example 1 except that the prepreg 2 was the same as in Example 2 except that the width was 154 cm and the length was 304 cm.
Table 1 shows the member configuration, productivity, appearance, and antiballistic test results of the “composite bulletproof plate” obtained in the above example and the comparative “composite bulletproof plate” obtained in the comparative example.

なお、各特性は下記の試験方法にて測定した。
(1)生産性
仕込み時間は積層板(高強度繊維強化プラスチック部材)、接着用樹脂シート(接着層)、50枚のセラミック部材およびシート部材を積層して「複合防弾板」100枚を成形プレス各段の中に1段あたり10枚ずつ10段の製品を仕込み終わるまでの時間とした。
シート部材使用量は上記実施例及び比較例に記載(表1)した通りであり、使用する部材の全面積とした(単位cm2)。
(2)外観
セラミック部材の最大はみ出し長さは、成形後の「複合防弾板」の側面においてセラミック部材が積層板に対してはみ出した最大長さを測定した(単位mm)。
シート部材折り返し側表面外観は成形後の積層板面の平滑性を目視にて下記の判定基準で評価した。
○:なめらか、△:若干段差有り
(3)耐防弾試験
「複合防弾板」のシート部材側より、NTJ Standard 0108.01に従って、9.7g弾を用い、5.0m離れたところから838±15m/secの速度で発射して耐貫通衝撃試験を行った。セラミック部材の中央部とセラミック部材の接合部に銃弾を命中させて評価した。
評価項目および評価基準は、下記の通りである。
a)セラミック部材と積層板(高強度繊維強化プラスチック部材)との剥離
○:剥離無し、△:剥離若干あり、×:剥離発生が多い
b)積層板表面の膨らみ
○:膨らみ無し、△:膨らみ若干あり、×:膨らみ発生が多い
c)積層板側表面外観(成形後の積層板裏面の平滑性を目視にて評価)
○:なめらか、△:やや段差あり
d)貫通の有無
○:貫通無し、△:一部貫通
Each characteristic was measured by the following test method.
(1) Productivity preparation time is a laminated plate (high-strength fiber reinforced plastic member), an adhesive resin sheet (adhesive layer), 50 ceramic members and a sheet member laminated to form 100 “composite bulletproof plates”. It was set as the time until 10 stages of products were finished in each stage, 10 sheets per stage.
The amount of sheet member used was as described in the above examples and comparative examples (Table 1), and was defined as the total area of the member used (unit cm 2 ).
(2) Appearance The maximum protrusion length of the ceramic member was measured by measuring the maximum length of the ceramic member protruding from the laminated plate on the side surface of the “composite bulletproof plate” after molding (unit: mm).
The sheet member folding side surface appearance was evaluated visually by the following criteria for the smoothness of the laminated plate surface after molding.
○: Smooth, △: Slightly stepped (3) Bulletproof test From the sheet member side of the “composite bulletproof plate”, using 9.7 g bullets according to NTJ Standard 0108.01, 838 ± 15 m / sec from a distance of 5.0 m The penetration impact resistance test was conducted by firing at a speed of. Evaluation was made by hitting a bullet at the center part of the ceramic member and the joint part of the ceramic member.
Evaluation items and evaluation criteria are as follows.
a) Peeling between ceramic member and laminate (high-strength fiber reinforced plastic member) ○: No peeling, Δ: Some peeling, x: Many peelings occurred b) Swelling on the surface of the laminate ○: No swelling, Δ: Swelling There are a few, x: many occurrences of bulging c) Laminate side surface appearance (visual evaluation of the smoothness of the back side of the laminated plate after molding)
○: Smooth, △: Slightly stepped d) Presence of penetration ○: No penetration, △: Partial penetration

Figure 2009121774
Figure 2009121774

本発明の複合防弾板は、軽量で、被弾等に対する耐衝撃性に優れており、表面外観も美麗で、高所から落下又は高速で飛来する爆弾の破片や銃弾のような物体に対する防護体として使用することができる。   The composite bulletproof plate of the present invention is lightweight, has excellent impact resistance against bullets, etc., has a beautiful surface appearance, and serves as a protective body against objects such as bomb fragments and bullets falling from high places or flying at high speed. Can be used.

シート部材の周辺部4辺が折り返されて高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部4辺を覆っていることを示す複合防弾板の斜視図である。It is a perspective view of the composite bulletproof board which shows that the periphery part 4 side of a sheet | seat member is turned up and has covered the periphery part 4 side of a high strength fiber reinforced plastic member. 折り返されたシート部材の隣り合う2辺の端部が斜めに切断されて両切断面を突合せた状態を示す複合防弾板の斜視図である。It is a perspective view of the compound bulletproof board which shows the state which the edge part of two adjacent sides of the folded sheet | seat member was cut | disconnected diagonally, and both the cut surfaces were faced | matched. 高強度繊維強化プラスチック部材、セラミック部材およびシート部材が積層されただけで折り返しのない状態を示す斜視図である(矢印4と5の拡大図はセラミック部材がはみ出している状態を示す)。FIG. 6 is a perspective view showing a state in which a high-strength fiber-reinforced plastic member, a ceramic member, and a sheet member are simply laminated and there is no folding (an enlarged view of arrows 4 and 5 shows a state in which the ceramic member protrudes). シート部材の2辺のみが折り返されて高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部2辺を覆っていることを示す斜視図である。It is a perspective view which shows that only 2 sides of a sheet | seat member are return | folded and the peripheral part 2 sides of a high strength fiber reinforced plastic member are covered. シート部材の周辺部が折り返されて高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部を覆っている状態を示す複合防弾板の断面摸式図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a composite bulletproof plate showing a state in which a peripheral portion of a sheet member is folded and covers a peripheral portion of a high-strength fiber-reinforced plastic member. 高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部が折り返されてシート部材の周辺部を覆っている状態を示す複合防弾板の断面摸式図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a composite bulletproof plate showing a state in which a peripheral portion of a high-strength fiber-reinforced plastic member is folded and covers a peripheral portion of a sheet member.

符号の説明Explanation of symbols

1:シート部材
2:セラミック部材
3:高強度繊維強化プラスチック部材
4:セラミック部材のはみ出し
5:セラミック部材のはみ出し
1: Sheet member 2: Ceramic member 3: High-strength fiber reinforced plastic member 4: Projection of ceramic member 5: Projection of ceramic member

Claims (13)

高強度繊維強化プラスチック部材、その表面に隙間なく貼り付けられた複数枚のセラミック部材、同セラミック部材の全面を覆うシート部材を順次積層してなる複合防弾板であって、前記シート部材の周辺部が前記高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部を覆うか、または前記高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部が前記シート部材の周辺部を覆うことを特徴とする複合防弾板。   A high-strength fiber reinforced plastic member, a plurality of ceramic members affixed to the surface of the ceramic member without gaps, and a composite bulletproof plate formed by sequentially laminating sheet members covering the entire surface of the ceramic member, the peripheral portion of the sheet member Covers a peripheral part of the high-strength fiber-reinforced plastic member, or a peripheral part of the high-strength fiber-reinforced plastic member covers a peripheral part of the sheet member. 前記シート部材が金属箔、強化繊維布、強化繊維紙、繊維強化プラスチックシートのいずれかである請求項1に記載の複合防弾板。   The composite bulletproof plate according to claim 1, wherein the sheet member is any one of a metal foil, a reinforced fiber cloth, a reinforced fiber paper, and a fiber reinforced plastic sheet. 前記複数枚のセラミック部材が接着層を介して高強度繊維強化プラスチック部材と積層されてなる請求項1または2に記載の複合防弾板。   The composite bulletproof plate according to claim 1 or 2, wherein the plurality of ceramic members are laminated with a high-strength fiber-reinforced plastic member via an adhesive layer. 前記シート部材が接着層を介して前記複数枚のセラミック部材と積層されてなる請求項1〜3のいずれかに記載の複合防弾板。   The composite bulletproof plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the sheet member is laminated with the plurality of ceramic members via an adhesive layer. 前記接着層が接着用樹脂シートである請求項3または4に記載の複合防弾板。   The composite bulletproof plate according to claim 3 or 4, wherein the adhesive layer is an adhesive resin sheet. 前記接着層がエラストマーを含有する熱硬化性樹脂組成物から得られたシートである請求項3〜5のいずれかに記載の複合防弾板。   The composite bulletproof plate according to any one of claims 3 to 5, wherein the adhesive layer is a sheet obtained from a thermosetting resin composition containing an elastomer. 前記エラストマーが常温でゴム弾性を有する合成ゴムまたはゴム変性高分子化合物である請求項6に記載の複合防弾板。   The composite bulletproof plate according to claim 6, wherein the elastomer is a synthetic rubber or rubber-modified polymer compound having rubber elasticity at room temperature. 前記セラミック部材がアルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニアおよびボロンカーバイドからなる群より選ばれる少なくとも1種を含み、ビッカース硬度10GPa以上、曲げ強度300MPa以上、曲げ弾性率200GPa以上である請求項1〜7のいずれかに記載の複合防弾板。   The ceramic member includes at least one selected from the group consisting of alumina, silicon nitride, silicon carbide, zirconia, and boron carbide, and has a Vickers hardness of 10 GPa or more, a bending strength of 300 MPa or more, and a bending elastic modulus of 200 GPa or more. A composite bulletproof board according to any one of the above. 前記セラミック部材の厚さが1〜15mm、主表面の面積が400〜25000mm2の四角形または六角形状の板状である請求項1〜8のいずれかに記載の複合防弾板。 Composite bulletproof plate according to any one of the claims 1-8 thickness of the ceramic member is 1 to 15 mm, a plate-shaped area of 400~25000Mm 2 square or hexagonal major surface. 前記高強度繊維強化プラスチック部材中に含まれる高強度繊維の比引張強度が0.1×106m以上であり、比引張弾性率が3.0×106m以上である高強度ガラス繊維、高強度カーボン繊維、高強度アラミド繊維、高強度芳香族ポリエステル繊維、高強度ポリエチレン繊維、高強度ナイロン繊維およびPBO繊維からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1〜9のいずれかに記載の複合防弾板。 A high strength glass fiber having a specific tensile strength of 0.1 × 10 6 m or more and a specific tensile modulus of 3.0 × 10 6 m or more of the high strength fiber contained in the high strength fiber reinforced plastic member; The high-strength carbon fiber, the high-strength aramid fiber, the high-strength aromatic polyester fiber, the high-strength polyethylene fiber, the high-strength nylon fiber, and the PBO fiber are at least one kind selected from any one of claims 1 to 9. Composite bulletproof board. 前記高強度繊維強化プラスチック部材が高強度繊維からなる織布に樹脂を含浸、塗布またはラミネートしたシート状プリプレグまたは前記高強度繊維を平行に引き揃えて樹脂を含浸、塗布またはラミネートしたシート状プリプレグを用いて積層成形した積層板である請求項1〜10のいずれかに記載の複合防弾板。   A sheet-like prepreg obtained by impregnating, applying or laminating a resin to a woven fabric in which the high-strength fiber-reinforced plastic member is made of high-strength fibers, or a sheet-like prepreg obtained by impregnating, applying or laminating the resin by drawing the high-strength fibers in parallel. The composite bulletproof plate according to any one of claims 1 to 10, wherein the composite bulletproof plate is a laminated plate formed by lamination using. 前記シート部材が繊維強化プラスチックシートであって高強度繊維からなる織布に樹脂を含浸、塗布またはラミネートしたシート状プリプレグまたは前記高強度繊維を平行に引き揃えて樹脂を含浸またはラミネートしたシート状プリプレグを用いて得られたものである請求項2〜11のいずれかに記載の複合防弾板。   The sheet member is a fiber reinforced plastic sheet, and a sheet-like prepreg obtained by impregnating, applying or laminating a resin to a woven fabric made of high-strength fibers, or a sheet-like prepreg in which the high-strength fibers are aligned in parallel and impregnated or laminated with a resin. The composite bulletproof plate according to any one of claims 2 to 11, which is obtained using 前記シート部材の周辺部が前記高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部から、
平行する辺の全長に対して1〜10%内側または前記高強度繊維強化プラスチック部材の周辺部が前記シート部材の周辺部から、平行する辺の全長に対して1〜10%内側を覆うものである請求項1〜12のいずれかに記載の複合防弾板。
The peripheral part of the sheet member is from the peripheral part of the high-strength fiber-reinforced plastic member,
1 to 10% inner side with respect to the total length of parallel sides, or the peripheral part of the high-strength fiber reinforced plastic member covers 1 to 10% inner side with respect to the total length of parallel sides from the peripheral part of the sheet member. The composite bulletproof plate according to any one of claims 1 to 12.
JP2007297539A 2007-11-16 2007-11-16 Composite bulletproof plate Withdrawn JP2009121774A (en)

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