JP2740011B2 - 複合成形物 - Google Patents
複合成形物Info
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- JP2740011B2 JP2740011B2 JP1193958A JP19395889A JP2740011B2 JP 2740011 B2 JP2740011 B2 JP 2740011B2 JP 1193958 A JP1193958 A JP 1193958A JP 19395889 A JP19395889 A JP 19395889A JP 2740011 B2 JP2740011 B2 JP 2740011B2
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- Japan
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- acm
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- plate
- fiber
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属板又はその成形物の飛来物が当たる側
の反対面（以下、裏面という）に、熱可塑性樹脂のシー
シ状物と高強度繊維基材との積層物を機械的方法又は接
着等の化学的方法により固定することにより、軽量で耐
衝撃性に優れた複合成形物に関するものである。
の反対面（以下、裏面という）に、熱可塑性樹脂のシー
シ状物と高強度繊維基材との積層物を機械的方法又は接
着等の化学的方法により固定することにより、軽量で耐
衝撃性に優れた複合成形物に関するものである。
高所から落下する物体等の飛来物に対する耐衝撃体
は、鉄あるいはアルミニウム合金等の単一物又はそれら
の多層体、あるいは金属体の間にプラスチック又はセラ
ミックなどの層を設けた複合物が有効である。かかる耐
衝撃体は所定の特性を保持するために所要の厚みが必要
であり、このため重量の軽減がはかれない。
は、鉄あるいはアルミニウム合金等の単一物又はそれら
の多層体、あるいは金属体の間にプラスチック又はセラ
ミックなどの層を設けた複合物が有効である。かかる耐
衝撃体は所定の特性を保持するために所要の厚みが必要
であり、このため重量の軽減がはかれない。
また、金属体の間に高強度繊維を基材とする繊維強化
プラスチックを挿入することも研究されたが、このよう
な複合物は、両側から金属体で固定されているため、繊
維強化プラスチックのもっているエネルギー吸収特性を
生かしきれない欠点があった。
プラスチックを挿入することも研究されたが、このよう
な複合物は、両側から金属体で固定されているため、繊
維強化プラスチックのもっているエネルギー吸収特性を
生かしきれない欠点があった。
本発明者は、熱可塑性樹脂のシート状物を高強度繊維
と積層成形してなる高強度繊維強化プラスチック（以
下、ACMという）が耐衝撃性に優れているとの知見を
得、これと金属体との複合方法を種々検討した結果、AC
Mを金属体の裏面に固定することにより、耐衝撃性の大
きな複合成形物を完成させるに至ったものである。
と積層成形してなる高強度繊維強化プラスチック（以
下、ACMという）が耐衝撃性に優れているとの知見を
得、これと金属体との複合方法を種々検討した結果、AC
Mを金属体の裏面に固定することにより、耐衝撃性の大
きな複合成形物を完成させるに至ったものである。
本発明は、金属板又はその成形物の裏面の全面又は一
部面に、高強度繊維と熱可塑性樹脂のシート状物との積
層物を固定することを特徴とする飛来物防御用複合成形
物である。
部面に、高強度繊維と熱可塑性樹脂のシート状物との積
層物を固定することを特徴とする飛来物防御用複合成形
物である。
本発明において用いられる高強度繊維とは、引張強度
を密度で割った比引張強度が10×106cm以上であり、弾
性率を密度で割った比弾性率が2.5×108cm以上のもので
ある。具体的には、高強度ガラス繊維、カーボン繊維、
アラミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、高強度ポリエ
チレン繊維、ビニロン繊維などである。一般のガラス繊
維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維などは該当しな
い。比引張強度あるいは比弾性率が前記値以下では、AC
Mと金属体との複合成形物の耐衝撃性は必ずしも十分で
はない。
を密度で割った比引張強度が10×106cm以上であり、弾
性率を密度で割った比弾性率が2.5×108cm以上のもので
ある。具体的には、高強度ガラス繊維、カーボン繊維、
アラミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、高強度ポリエ
チレン繊維、ビニロン繊維などである。一般のガラス繊
維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維などは該当しな
い。比引張強度あるいは比弾性率が前記値以下では、AC
Mと金属体との複合成形物の耐衝撃性は必ずしも十分で
はない。
これらの高強度繊維と積層されるる熱可塑性樹脂とし
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、熱可塑性ポリウレ
タン、合成ゴムなどである。
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、熱可塑性ポリウレ
タン、合成ゴムなどである。
ACMを得るには、通常高強度繊維と熱可塑性樹脂のフ
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、加熱加圧する圧縮成形法ないし積層成形法が
採用される。この際、前記熱可塑性樹脂の含有率は５〜
80％（重量％、以下同じ）の範囲であるが、通常は５〜
50％、好ましくは10〜30％である。樹脂の含有率が小さ
いほどエネルギーの吸収力は大きくなるが、５％以下で
は成形がうまくできず、50％以上では高強度繊維を使用
する効果が小さく、耐衝撃性が低下する傾向がある。
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、加熱加圧する圧縮成形法ないし積層成形法が
採用される。この際、前記熱可塑性樹脂の含有率は５〜
80％（重量％、以下同じ）の範囲であるが、通常は５〜
50％、好ましくは10〜30％である。樹脂の含有率が小さ
いほどエネルギーの吸収力は大きくなるが、５％以下で
は成形がうまくできず、50％以上では高強度繊維を使用
する効果が小さく、耐衝撃性が低下する傾向がある。
本発明において、金属板の厚みは通常１〜30mmであ
る。1mm以下では金属板を設ける効果が小さく、30mm以
上では軽量化の効果が得られ難い。好ましい厚みは1.5
〜5mmである。
る。1mm以下では金属板を設ける効果が小さく、30mm以
上では軽量化の効果が得られ難い。好ましい厚みは1.5
〜5mmである。
一方、ACMの厚みは通常0.4〜25mmである。0.4mm以下
では衝撃エネルギー吸収効果が小さく、25mm以上厚くし
ても衝撃エネルギー吸収効果は大差ない。好ましい厚み
は1.5〜8mmである。
では衝撃エネルギー吸収効果が小さく、25mm以上厚くし
ても衝撃エネルギー吸収効果は大差ない。好ましい厚み
は1.5〜8mmである。
こうして得られたACMは、金属板又はその成形物の裏
面にボルトやリベットあるいは枠材等を使用して機械的
な方法で固定する、あるいは合成ゴム系等の接着剤で接
着する、などの方法で固定する。なお、固定する際、金
属板とACMの間に間隔を設けてもよい。
面にボルトやリベットあるいは枠材等を使用して機械的
な方法で固定する、あるいは合成ゴム系等の接着剤で接
着する、などの方法で固定する。なお、固定する際、金
属板とACMの間に間隔を設けてもよい。
第１図乃至第３図に構成例を示す。いずれの場合も飛
来物が当たるのは金属板側である。第１図は金属板とAC
Mをボルトで固定したものである。第２図は金属板を二
次元加工しACMを接着剤で固定したものである。第３図
は金属板を三次元加工して半球状とし、同じく半球状の
ACMをボルトで固定したものである。
来物が当たるのは金属板側である。第１図は金属板とAC
Mをボルトで固定したものである。第２図は金属板を二
次元加工しACMを接着剤で固定したものである。第３図
は金属板を三次元加工して半球状とし、同じく半球状の
ACMをボルトで固定したものである。
［実施例］ 以下、本発明を実施例により説明する。
実施例１ 比引張強度16×106cm、比弾性率3.2×108cmの高強度
ガラス繊維からなる織布（厚さ0.45mm、坪量500g/m2）
４枚と、高延伸させたポリエチレンフィルム（厚さ100
μｍ）５枚を交互に重ね合わせ、130℃、70Kg/cm2で加
熱加圧してポリエチレン含有率15％の高強度ガラス繊維
強化ポリエチレンACM板を得た。
ガラス繊維からなる織布（厚さ0.45mm、坪量500g/m2）
４枚と、高延伸させたポリエチレンフィルム（厚さ100
μｍ）５枚を交互に重ね合わせ、130℃、70Kg/cm2で加
熱加圧してポリエチレン含有率15％の高強度ガラス繊維
強化ポリエチレンACM板を得た。
これをサイズ300×300×3.5mmの鋼板の四隅にタップ
を切り、前記ACM板を鋼板の裏面よりボルトで固定し、
第１図に示すような複合板を作製した。
を切り、前記ACM板を鋼板の裏面よりボルトで固定し、
第１図に示すような複合板を作製した。
実施例２ 比引張強度20×106cm、比弾性率4.9×108cmの芳香族
ポリエステル繊維の織布（厚さ0.44mm、坪量260g/m2）
６枚と高延伸させたポリエチレンフィルム（厚さ100μ
ｍ）５枚を交互に重ね合わせ、130℃、70Kg/cm2で加熱
加圧してポリエチレン含有率 ％の芳香族ポリエステ
ル繊維強化ポリエチレンACM板を得た。
ポリエステル繊維の織布（厚さ0.44mm、坪量260g/m2）
６枚と高延伸させたポリエチレンフィルム（厚さ100μ
ｍ）５枚を交互に重ね合わせ、130℃、70Kg/cm2で加熱
加圧してポリエチレン含有率 ％の芳香族ポリエステ
ル繊維強化ポリエチレンACM板を得た。
これをサイズ300×300×3.5mmの鋼板の四隅にタップ
を切り、前記ACM板を鋼板の裏面よりボルトで固定し、
第１図に示すような複合板を作製した。
を切り、前記ACM板を鋼板の裏面よりボルトで固定し、
第１図に示すような複合板を作製した。
比較例１ 実施例１で使用したものと同質で厚さ5mmの鋼板のそ
のまま使用した。
のまま使用した。
実施例３ 比引張強度21×106cm、比弾性率6.4×108cmのアラミ
ド繊維からなる織布（厚さ0.45mm、坪量500g/m2）６枚
と、ナイロンフィルム（厚さ100μｍ）５枚を交互に重
ね合わせ、220℃、50Kg/cm2で加熱加圧して、ナイロン
含有率16％のアラミド繊維強化ナイロンACM板を得た。
ド繊維からなる織布（厚さ0.45mm、坪量500g/m2）６枚
と、ナイロンフィルム（厚さ100μｍ）５枚を交互に重
ね合わせ、220℃、50Kg/cm2で加熱加圧して、ナイロン
含有率16％のアラミド繊維強化ナイロンACM板を得た。
これを同じ曲面を有する厚さ5mmのアルミニウム合金
板の裏面に合成ゴム系接着剤で接着固定し、第２図に示
すような複合板を作製した。
板の裏面に合成ゴム系接着剤で接着固定し、第２図に示
すような複合板を作製した。
比較例２ 実施例３で使用したものと同質で厚さ8mmのアルミニ
ウム合金板をそのまま使用した。
ウム合金板をそのまま使用した。
比較例３ 実施例３で得られたアラミド繊維強化ナイロンACM板
を実施例３で使用したアルミニウム合金板の表面側に前
記接着剤で接着固定した。
を実施例３で使用したアルミニウム合金板の表面側に前
記接着剤で接着固定した。
比較例４ 実施例３で得られたアラミド繊維強化ナイロンACM板
を同じ曲面をもつ厚さ2mmと3mmのアルミニウム合金板の
間に挿入し、ボルト・ナットで固定した。なお、表面側
のアルミニウム合金板を2mmとした。
を同じ曲面をもつ厚さ2mmと3mmのアルミニウム合金板の
間に挿入し、ボルト・ナットで固定した。なお、表面側
のアルミニウム合金板を2mmとした。
実施例４ 実施例３で使用したアラミド繊維の織布４枚とポリフ
ェニレンサルファイド（PPS）樹脂フィルム（厚さ100μ
ｍ）３枚を交互に重ね合わせ、半球状の金型に入れ、31
0℃、50Kg/cm2で加熱加圧して、PPS樹脂含有率17％のア
ラミド繊維強化PPS樹脂ACM成形物を得た。
ェニレンサルファイド（PPS）樹脂フィルム（厚さ100μ
ｍ）３枚を交互に重ね合わせ、半球状の金型に入れ、31
0℃、50Kg/cm2で加熱加圧して、PPS樹脂含有率17％のア
ラミド繊維強化PPS樹脂ACM成形物を得た。
これを厚さ1.5mmの半球状鋼鉄成形体の内面に入れ、
球面のリブ状部分をボルト・ナットで固定し、第３図の
示すような複合成形物を得た。
球面のリブ状部分をボルト・ナットで固定し、第３図の
示すような複合成形物を得た。
比較例５ 実施例４で使用したものと同質で厚さ2.5mmの半球状
鋼鉄成形体をそのまま使用した。
鋼鉄成形体をそのまま使用した。
各例における複合成形物について、JIS T8133に基づ
く耐衝撃性試験結果、成形物の厚さ及び1m2あたりの重
量を測定し、その結果を第１表に示す。なお、耐衝撃性
試験は成形物の表側に対して衝撃を加えた。
く耐衝撃性試験結果、成形物の厚さ及び1m2あたりの重
量を測定し、その結果を第１表に示す。なお、耐衝撃性
試験は成形物の表側に対して衝撃を加えた。
実施例１及び２では、金属板の裏面側のみにACMを設
けているので、比較例１の金属板のみの場合に比べて、
耐衝撃性が優れ、軽量化も達成できた。実施例３でも比
較例２と比べて、耐衝撃性に優れ、軽量化も達成でき
た。比較例３及び４は実施例３における金属板をACMの
裏面側、あるいは表面側と裏面側に分割して設けたた
め、実施例３に比べて、耐衝撃性が劣っている。実施例
４の場合も、比較例５と比べて、耐衝撃性に優れ、軽量
化も達成できた。
けているので、比較例１の金属板のみの場合に比べて、
耐衝撃性が優れ、軽量化も達成できた。実施例３でも比
較例２と比べて、耐衝撃性に優れ、軽量化も達成でき
た。比較例３及び４は実施例３における金属板をACMの
裏面側、あるいは表面側と裏面側に分割して設けたた
め、実施例３に比べて、耐衝撃性が劣っている。実施例
４の場合も、比較例５と比べて、耐衝撃性に優れ、軽量
化も達成できた。
以上の実施例からも明らかなように、本発明の複合成
形物は、従来の耐衝撃性金属体に対して耐衝撃性を同等
以上としたとき、その重量を20〜60％軽減することがで
きる。
形物は、従来の耐衝撃性金属体に対して耐衝撃性を同等
以上としたとき、その重量を20〜60％軽減することがで
きる。
ACMを金属体の表面側に設けた場合、又は金属体間に
挿入した場合、ACMの耐衝撃性の効果はかなり小さくな
り、複合板にするメリットは少ない。
挿入した場合、ACMの耐衝撃性の効果はかなり小さくな
り、複合板にするメリットは少ない。
ACMを金属体の裏面側にのみ設けた場合、金属体のみ
の場合や金属体を使用しないACMの場合と比較して、同
一重量で耐衝撃性は25〜50％向上する。
の場合や金属体を使用しないACMの場合と比較して、同
一重量で耐衝撃性は25〜50％向上する。
第１図乃至第３図は本発明のACMの構成例を示すもので
あり、第１図及び第２図は斜視図、第３図は断面図であ
る。
あり、第１図及び第２図は斜視図、第３図は断面図であ
る。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−57654（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−224337（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−60772（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−105175（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】金属板又はその成形物の飛来物が当たる側
の反対面の全面又は一部面に、熱可塑性樹脂のシート状
物と高強度繊維基材との積層物を固定してなることを特
徴とする飛来物防御用複合成形物。 - 【請求項２】前記金属板の厚みが１〜30mmであり、前記
積層物の厚みが0.4〜25mmであることを特徴とする請求
項１記載の飛来物防御用複合成形物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1193958A JP2740011B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 複合成形物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1193958A JP2740011B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 複合成形物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0358837A JPH0358837A (ja) | 1991-03-14 |
| JP2740011B2 true JP2740011B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=16316591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1193958A Expired - Fee Related JP2740011B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 複合成形物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2740011B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111183018A (zh) * | 2017-10-20 | 2020-05-19 | 东丽株式会社 | 纤维增强塑料成型品 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5757654A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-06 | Nippon Soken | Method of connecting carbon fiber reinforced composite material and metallic material |
| JPS59224337A (ja) * | 1983-06-02 | 1984-12-17 | 住友電気工業株式会社 | 複合構造部材 |
| JPS6160772A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-28 | Sunstar Giken Kk | 金属パネルの加工法 |
-
1989
- 1989-07-28 JP JP1193958A patent/JP2740011B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0358837A (ja) | 1991-03-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |