JP2010243020A - 防弾部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】弾丸が防護面に着弾した際に、弾丸を傾倒させる手段を有する防弾部材で、セラミックス、金属、高硬度樹脂、高硬度ガラスなどの高硬度部材からなる。また、防弾部材は、高強度繊維強化プラスチックスを積層することで防弾板として用いることができる。着弾した弾丸を傾倒させることで、弾丸の進行方法からみた断面積を大きくすることができ、弾丸の防弾板への貫通抵抗を増加させることが可能となる。薄い防弾板でも効果的な防弾ができるようになり、より軽量な防弾板の設計が可能となる。
【選択図】図1
Description
(1)弾丸が防護面に着弾した際に、弾丸を傾倒させる手段を有する防弾部材。
(2)前記手段が、防護面に複数のくぼみを設けることであることを特徴とする前記(1)記載の防弾部材。
(3)前記くぼみの形状が略四角錘状または略円錐状であることを特徴とする前記(2)記載の防弾部材。
(4)前記手段が、防護面に略V字の溝を設けることである前記(2)記載の防弾部材。
(5)金属またはセラミックスでできていることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の防弾部材。
高強度繊維強化プラスチックの作製にあたっては、プリプレグを使用してもよく、かかるプリプレグを得る方法は特に限定されるものではない。たとえば、マトリックス樹脂に熱硬化性樹脂を用いる場合は、熱硬化性樹脂を溶剤に溶解してワニスに調整し、高強度繊維布帛をワニス漕に通しバーコーターやクリアランスロールなどにて余分な樹脂を掻き取る方法や、コーティング、スプレーを用いた塗工が一般的に行われる。このようにして得られたプリプレグを所望の形状に裁断、積層し、加熱・加圧成型することで、高強度繊維強化プラスチックを作製できる。一方、マトリッックス樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合は、樹脂エマルジョンや溶融あるいは溶剤に溶解した樹脂をナイフやグラビアなどにて高強度繊維布帛にコーティングする方法や、溶融した樹脂を直接布帛にラミネートする方法が一般的に行われる。このようにして得られたプリプレグを所望の形状に裁断、積層し、加熱・加圧後、冷却して成型することで、高強度繊維強化プラスチックを作製できる。
(1)セラミックスの曲げ強度
JIS R 1601:1995「4点曲げ強さ」に則り、全長36mm以上、幅4.0±0.1mm、厚さ3.0±0.1mmの試験片を2枚採取し、それぞれの曲げ強度を測定し、その算術平均値を算出した。
JIS R 1602:1995により、厚さ1.0mm、幅4.0mmの試験片を1枚採取し、3点曲げ試験(支持ロール間距離30mm、クロスヘッド速度0.5mm/min)を行い得られた歪み−応力曲線から静的弾性率を算出した。
JIS R 1610:2003「ビッカース硬さ」に則り、ビッカース圧子を試験力9.807Nで15秒間負荷し、除荷後、試験片に残るくぼみの対角線2つの長さを測定した。対角線長さと試験力からビッカース硬度を算出した。これを5回繰り返し、その算術平均値を算出した。
JIS L 1013:1999 8.5.1に拠って測定した。試料を緩く張った状態で、引張試験機(株式会社島津製作所製AUTOGRAPH(登録商標)SD−100−C)のつかみにつかみ間隔20cmで取り付け、引張速度20cm/分の定速伸長にて試験を行った。初荷重をかけたときの伸びを緩み(mm)として読み、更に試料を引っ張り、試料が切断したときの荷重及び伸び(mm)を測定し、次の式によって引張強度及び伸度を算出した。試験回数は10回とし、その算術平均値を算出した。
Tb=SD/F0
ここに、Tb:引張強度
SD:切断時の強さ
F0:試料の正量繊度
伸度(%)=[(E2−E1)/(L+E1)]×100
ここに、E1:緩み(mm)
E2:切断時の伸び(mm)
L:つかみ間隔(mm)
(5)糸の総繊度
JIS L 1013:1999 8.3.1 A法に基づき、112.5m分の小かせをサンプル数5で採取し、それぞれの質量を測定し、その値(g)に10000/112.5をかけ、見掛け繊度(dtex)を求めた。見かけ繊度から、次の式によって正量繊度を求め、算術平均値を算出した。
正量繊度(dtex)=D'×(100+Rc)/(100+Re)
ここに、D':見かけ繊度(dtex)
Rc:公定水分率(%)
Re:平衡水分率(%)
(6)織密度
JIS L 1096:1999 8.6.1「織物の密度」に拠って測定した。
織物の異なる5か所のタテ方向2.54cm×ヨコ方向2.54cmにおけるタテ糸およびヨコ糸の本数を数え、それぞれについて算術平均値を算出した。
JIS L 1096:1999 8.4.2に則り、20cm×20cmの試験片を3枚採取し、それぞれの質量(g)を量り、その算術平均値を1m2当たりの質量(g/m2)で表した。
JIS L 1096:1999 8.12.1 A法(ストリップ法)のラベルドストリップ法に則り、タテ方向及びヨコ方向のそれぞれについて、幅40mm、長さ300mmの試験片を3枚ずつ採取し、それぞれについて幅の両側から糸を取り除いて幅30mmとし、定速緊張型の試験機にて、つかみ間隔200mm、引張速度200mm/minで試験したときの破断強力を測定し、タテ方向及びヨコ方向のそれぞれについて算術平均値を算出した。但し、低強度樹脂層の場合は、試験片サイズを幅30mmで採取し、そのまま測定した。
JIS L 1096:1999 8.5に則り、試料の異なる5か所について厚さ測定機を用いて、23.5kPaの加圧下、厚さを落ち着かせるために10秒間待った後に厚さを測定し、算術平均値を算出した。
JIS R 1601:1995「4点曲げ強さ」に則り、全長36mm以上、幅4.0±0.1mm、厚さ3.0±0.1mmの試験片を2枚採取し、それぞれの曲げ強度を測定し、その算術平均値を算出した。
NIJ Standard 0101.04「Ballistic Resistance of Personal Body Armor」に記載のBallistic Penetration and Backface Signature Test(P−BFS)に則り、各防弾板1枚の中央に1発ずつ射撃することで評価した。弾丸には、5.56×45mm M855弾(弾丸質量:4g、弾丸速度:930±7.6m/s)を用いて6発射撃し、貫通の有無を確認した。
(高強度繊維強化プラスチック)
アラミド繊維製平織り織布(東レ・デュポン製、“ケブラー”織物T770、糸の総繊度3300dtex、糸の引張強度20.3cN/dtex、糸の伸度3.8%、目付460g/m2、タテ方向の織密度17本/2.54cm、ヨコ方向の織密度16.5本/2.54cm、厚さ0.64mm)にフェノール樹脂とポリビニルブーチラール樹脂とを主成分とする樹脂をナイフによりコーティング、乾燥して樹脂分12wt%のプリプレグを得た。12wt%のプリプレグを20cm×20cmに裁断し19枚積層し、その後150℃、50kg/cm 2 、30分加熱加圧成形して高強度繊維強化プラスチックの平板を得た。
上述のプリプレグを裁断し、カバリングとして用いた。
炭化ケイ素(SiC、曲げ強度421MPa、弾性率386GPa、ビッカース硬度2600GPa)の正方形(10cm×10cm)の平板を加工して用いた。各実施例、比較例では、防護部材平板の防護面形状を変化させて用いた。各実施例、比較例で用いた防護部材の重量が等しくなるように厚さを設計して用いた。
高強度繊維強化プラスチックの中央部に防弾部材をウレタン系接着剤で固定し、さらにカバリングをウレタン系接着剤で固定し防弾板を得た。カバリングは高強度繊維プラスチックの裏面に2cmの接着シロを持たせた。
防弾部材に炭化ケイ素(SiC)セラミックスを用いた。防弾部材の防護面を図4に示す形状(略V字状溝)で製造した。セラミックスは、本表面形状の金型を用いて一軸加圧成型法により成型し、焼結することで製造した。図4(B)中に示す各寸法は、T=6.5mm、H=2.2mm、W=2.5mm、R=60°で製造した。
防護部材の防護面を図1および図2に示す形状(略四角錐状くぼみ)で製造した以外は実施例1と同様にした。図1および図2中に示す各寸法は、T=6.5mm、H=2.2mm、W1=2.5mm、W2=2.5mm、R=60°で製造した。
防弾部材に炭化ケイ素(SiC)セラミックスの平板(厚さ5.4mm)を用いた。防護面にはくぼみを設けず、平面のまま用いた。セラミックスの防護面を平面にするため、成型金型の表面が平面の物を用いて製造した。
2 くぼみ
3 くぼみの単位構成
4 V字の溝
5 弾丸の鋼芯
Claims (5)
- 弾丸が防護面に着弾した際に、弾丸を傾倒させる手段を有する防弾部材。
- 前記手段が、防護面に複数のくぼみを設けることであることを特徴とする請求項1記載の防弾部材。
- 前記くぼみの形状が略四角錘状または略円錐状であることを特徴とする請求項2記載の防弾部材。
- 前記手段が、防護面に略V字の溝を設けることである請求項2記載の防弾部材。
- 金属またはセラミックスでできていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の防弾部材。
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CN113001106A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-22 | 沈阳中钛装备制造有限公司 | 一种钛合金防护板及其制备方法 |
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JP3032140B2 (ja) * | 1995-07-25 | 2000-04-10 | 住友ベークライト株式会社 | 複合成形物 |
JP2002167278A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-06-11 | Toto Ltd | 飛翔体の衝突による衝撃を緩和する保護部材 |
JP2002326861A (ja) * | 2001-05-08 | 2002-11-12 | Toray Ind Inc | セラミックスタイル |
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- 2009-04-03 JP JP2009090809A patent/JP2010243020A/ja active Pending
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