JP5385734B2 - Impact resistant composite - Google Patents

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Description

本発明は、耐衝撃性に優れる複合体、特に強い衝撃を受けた場合であっても、衝撃吸収に優れ、材料の飛散を抑制する効果の高い複合体に関する。   The present invention relates to a composite excellent in impact resistance, and particularly to a composite excellent in impact absorption and highly effective in suppressing scattering of a material even when subjected to a strong impact.

自動車、鉄道、航空機などの高速移動物体は、その移動速度に由来した運動エネルギーによって、衝突の際には莫大な破壊力を発生し物体を破損させる。そして、物体の破損に伴って、破砕した破片が飛散し、その周囲に存在する物や人間などに甚大な被害を与える場合が少なくない。そのため、破壊に伴う物体の飛散を低減させることや、破損した破片などの飛来物の貫通を防ぐことは、安全上、重要な課題である。   High-speed moving objects such as automobiles, railways, and airplanes generate enormous destructive force and break the objects at the time of collision by kinetic energy derived from the moving speed. In many cases, the broken pieces are scattered along with the breakage of the object, causing a great deal of damage to objects and humans existing around the broken pieces. For this reason, it is an important safety issue to reduce the scattering of an object that accompanies destruction and to prevent the penetration of a flying object such as a broken piece.

このような課題を解決するため、特許文献1には、布帛物に樹脂組成物を含浸してなる繊維補強樹脂成型品であって、該布帛物がフッ素化合物を0.01〜10wt%含有するものである衝撃板が開示されている。この文献では、フッ素化合物を布帛物に含有させることで、衝撃板、たとえば防弾板や防刃板として用いるFRPの補強効果をさらに向上させることができる旨の記載がされている。   In order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses a fiber-reinforced resin molded article obtained by impregnating a fabric composition with a resin composition, and the fabric article contains 0.01 to 10 wt% of a fluorine compound. An impact plate is disclosed. This document describes that the reinforcing effect of FRP used as an impact plate, for example, a bulletproof plate or a blade-proof plate, can be further improved by containing a fluorine compound in the fabric.

しかしながら、環境問題上、フッ素の使用は制約されており、フッ素を使用しない技術開発が求められている。   However, the use of fluorine is restricted due to environmental problems, and technical development that does not use fluorine is required.

特開2002−316319号公報(特許請求の範囲、段落番号[0012])JP 2002-316319 A (claims, paragraph number [0012])

本発明の目的は、フッ素化合物を用いなくても、高い耐衝撃性を有するだけでなく、破砕時の破片飛散防止効果に優れる耐衝撃性複合体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an impact-resistant composite that not only has high impact resistance without using a fluorine compound, but also has an excellent effect of preventing fragment scattering during crushing.

本発明の別の目的は、一体性に優れるだけでなく、軽量化が可能である複合体を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a composite that is not only excellent in unity but also capable of being reduced in weight.

本発明のさらに別の目的は、このような耐衝撃性に優れる複合体から形成された耐衝撃材を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide an impact resistant material formed from such a composite having excellent impact resistance.

本発明者らは、耐衝撃性を有する材料について検討したところ、全芳香族ポリエステル繊維とポリビニルブチラールとを組み合わせて複合体を形成すると、フッ素化合物を用いなくとも複合体の耐衝撃性を向上することができることを見出し、本発明を完成した。   The present inventors have examined a material having impact resistance. When a composite is formed by combining fully aromatic polyester fibers and polyvinyl butyral, the impact resistance of the composite is improved without using a fluorine compound. The present invention has been completed.

すなわち、本発明は、引張強度が10cN/dtex以上の高強度繊維で構成された高強度繊維群とマトリックス樹脂とを含む複合体であって、
前記高強度繊維群は、少なくとも全芳香族ポリエステル繊維を含むとともに、
前記マトリックス樹脂は、少なくともポリビニルブチラールを含む耐衝撃性複合体である。
That is, the present invention is a composite comprising a high-strength fiber group composed of high-strength fibers having a tensile strength of 10 cN / dtex or more and a matrix resin,
The high-strength fiber group includes at least a wholly aromatic polyester fiber,
The matrix resin is an impact-resistant composite containing at least polyvinyl butyral.

前記複合体において、高強度繊維群は、その少なくとも一部が布帛を形成していてもよく、また、布帛一枚当りの目付は50〜500g/m程度であるとともに、その厚みが0.1〜2mm程度であってもよい。 In the composite, at least a part of the high-strength fiber group may form a fabric, and the basis weight per fabric is about 50 to 500 g / m 2 , and the thickness is 0.00. It may be about 1 to 2 mm.

また、前記高強度繊維群は、全芳香族ポリエステル繊維に関して、一方向性織物、二方向性織物、三軸織物、多軸織物、およびノンクリンプトファブリックからなる群から選択される少なくとも一種の布帛を含んでいてもよい。   The high-strength fiber group is at least one fabric selected from the group consisting of a unidirectional woven fabric, a bi-directional woven fabric, a triaxial woven fabric, a multiaxial woven fabric, and a non-crimped fabric with respect to the wholly aromatic polyester fiber. May be included.

前記マトリックス樹脂は、ポリビニルブチラールとフェノール樹脂とで構成されていてもよい。また、複合体の目付は、1000〜7000g/m程度であってもよい。
なお、本発明の複合体では、高強度繊維群に対して、実質的にフッ素化合物を適用しなくてもよい。
The matrix resin may be composed of polyvinyl butyral and a phenol resin. The basis weight of the composite may be about 1000 to 7000 g / m 2 .
In the composite of the present invention, the fluorine compound may not be substantially applied to the high-strength fiber group.

さらに、本発明は、前記複合体から形成される耐衝撃材をも包含する。   Furthermore, the present invention also includes an impact resistant material formed from the composite.

なお、本明細書において、「高強度繊維群に対して、実質的にフッ素化合物を適用しない」とは、高強度繊維群がフッ素化合物を0.01重量%以上含有していないことを意味している。   In the present specification, “substantially no fluorine compound is applied to the high-strength fiber group” means that the high-strength fiber group does not contain 0.01% by weight or more of the fluorine compound. ing.

本発明によれば、全芳香族ポリエステル繊維とポリビニルブチラールを含むマトリックス樹脂とを組み合わせて複合体を形成しているため、フッ素化合物を用いなくても、複合体の耐衝撃性を向上し、強い衝撃を与えた場合であっても、物体の耐破損性を向上して、破砕物の飛散を防止することができる。   According to the present invention, since a composite is formed by combining a wholly aromatic polyester fiber and a matrix resin containing polyvinyl butyral, the impact resistance of the composite is improved and strong without using a fluorine compound. Even when an impact is applied, the damage resistance of the object can be improved and the crushed material can be prevented from scattering.

さらに、本発明の複合体は、軽量であっても耐衝撃性に優れているため、複合体の軽量化が求められる様々な用途に対して用いることができる。   Furthermore, since the composite of the present invention is excellent in impact resistance even if it is lightweight, it can be used for various applications that require weight reduction of the composite.

本発明の耐衝撃性複合体は、高強度繊維群とマトリックス樹脂とを含む複合体であって、耐衝撃性に優れている。   The impact resistant composite of the present invention is a composite containing a high-strength fiber group and a matrix resin, and is excellent in impact resistance.

[高強度繊維群]
高強度繊維群は、引張強度が10cN/dtex以上の高強度繊維で構成されており、少なくとも全芳香族ポリエステル繊維を含んでいる。高強度繊維は、引張強度が10cN/dtex以上であることが必要であり、好ましくは10〜100cN/dtex程度、より好ましくは15〜80cN/dtex程度であってもよい。
[High-strength fiber group]
The high-strength fiber group is composed of high-strength fibers having a tensile strength of 10 cN / dtex or more, and includes at least wholly aromatic polyester fibers. The high strength fiber needs to have a tensile strength of 10 cN / dtex or more, preferably about 10 to 100 cN / dtex, and more preferably about 15 to 80 cN / dtex.

(全芳香族ポリエステル繊維)
本発明で用いられる全芳香族ポリエステル系繊維は、全芳香族ポリエステル系ポリマーから形成される。
前記全芳香族ポリエステル系ポリマーは、芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族ヒドロキシカルボン酸等より重合されて得られ、その中でも、溶融時に光学的異方性を示す溶融異方性ポリエステルが好ましい。本発明にいう溶融異方性ポリエステルとは、溶融相において光学的異方性(液晶性)を示す芳香族ポリエステルであり、例えば試料をホットステージに載せ窒素雰囲気下で加熱し、試料の透過光を観察することにより認定できる。
(Totally aromatic polyester fiber)
The wholly aromatic polyester fiber used in the present invention is formed from a wholly aromatic polyester polymer.
The wholly aromatic polyester polymer is obtained by polymerizing from an aromatic diol, aromatic dicarboxylic acid, aromatic hydroxycarboxylic acid, etc. Among them, a melt anisotropic polyester exhibiting optical anisotropy when melted is preferable. . The melt-anisotropic polyester referred to in the present invention is an aromatic polyester that exhibits optical anisotropy (liquid crystallinity) in the melt phase. For example, a sample is placed on a hot stage and heated in a nitrogen atmosphere, and the light transmitted through the sample is transmitted. It can be recognized by observing

例えば、本発明で用いられる全芳香族ポリエステル系ポリマーは、例えば、下記化1及び化2に示す構成単位の組合せで構成される。   For example, the wholly aromatic polyester polymer used in the present invention is composed of, for example, combinations of structural units represented by the following chemical formulas 1 and 2.

Figure 0005385734
Figure 0005385734

Figure 0005385734
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これらのうち、好ましくは、化1および化2に示される反復構成単位の組合せのうち(5)、(6)、(7)および(9)からなるポリマーである。   Of these, a polymer comprising (5), (6), (7) and (9) among the combinations of repeating structural units represented by Chemical Formula 1 and Chemical Formula 2 is preferable.

より好ましくは、下記化3に示す(A)および(B)の反復構成単位からなる部分が、50モル%以上(例えば、55〜95モル%程度、好ましくは60〜90モル%)である全芳香族ポリエステルが好ましい。
さらに、(A)の反復単位に対する(B)の反復単位のモル比は、(A):(B)=100:1〜50、好ましくは(A):(B)=100:1〜45、さらに好ましくは(A):(B)=100:1〜40程度であってもよい。
More preferably, the portion consisting of repeating structural units (A) and (B) shown in the following chemical formula 3 is 50 mol% or more (for example, about 55 to 95 mol%, preferably 60 to 90 mol%). Aromatic polyesters are preferred.
Furthermore, the molar ratio of the repeating unit of (B) to the repeating unit of (A) is (A) :( B) = 100: 1-50, preferably (A) :( B) = 100: 1-45, More preferably, (A) :( B) = about 100: 1 to 40 may be used.

Figure 0005385734
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本発明で好適に用いる全芳香族ポリエステル系ポリマーの融点は250〜360℃であることが好ましく、より好ましくは260〜320℃である。なお、ここでいう融点とは、JIS K7121試験法に準拠し、示差走差熱量計(DSC;メトラー社製「TA3000」)で測定し、観察される主吸収ピーク温度である。   The melting point of the wholly aromatic polyester polymer suitably used in the present invention is preferably 250 to 360 ° C, more preferably 260 to 320 ° C. The melting point referred to here is the main absorption peak temperature measured and observed with a differential scanning calorimeter (DSC; “TA3000” manufactured by METTLER) according to the JIS K7121 test method.

なお、前記全芳香族ポリエステル系ポリマーには、本発明の効果を損なわない範囲内で、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂等の熱可塑性ポリマーを添加してもよい。
例えば、このような全芳香族ポリエステル系繊維は、(株)クラレから「ベクトラン(登録商標)」として上市されている。
The wholly aromatic polyester-based polymer has a thermoplasticity such as polyethylene terephthalate, modified polyethylene terephthalate, polyolefin, polycarbonate, polyamide, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, fluororesin and the like within a range not impairing the effects of the present invention. A polymer may be added.
For example, such a wholly aromatic polyester fiber is marketed as “Vectran (registered trademark)” by Kuraray Co., Ltd.

(その他の繊維)
高強度繊維群を形成するその他の繊維としては、引張強度が10cN/dtex以上である限り特に限定されないが、例えば、その他の高強度繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維などの無機高強度繊維;アラミド繊維、PBO繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、高強度PVA繊維などの有機高強度繊維などが例示できる。これらの高強度繊維うち、有機繊維である全芳香族ポリエステル繊維と相補的な効果を有する観点から、無機高強度繊維が好ましい。
(Other fibers)
Other fibers forming the high-strength fiber group are not particularly limited as long as the tensile strength is 10 cN / dtex or more. For example, the other high-strength fibers include inorganic high-strength fibers such as carbon fibers and glass fibers; Examples thereof include organic high-strength fibers such as aramid fibers, PBO fibers, ultrahigh molecular weight polyethylene fibers, and high-strength PVA fibers. Among these high-strength fibers, inorganic high-strength fibers are preferable from the viewpoint of having an effect complementary to the wholly aromatic polyester fibers that are organic fibers.

(高強度繊維群の形状)
本発明で用いられる高強度繊維群は、長繊維または短繊維等のいずれも用いることができる。例えば、チョップドストランドとして、直接マトリックス樹脂に混ぜ合わせて適用してもよいし、または、一旦織編物、不織布、ステッチングシート(例えば、ノンクリンプドファブリック)などの布帛を形成し、その後布帛に対してマトリックス樹脂を含浸などして適用してもよい。
(Shape of high strength fiber group)
As the high-strength fiber group used in the present invention, either long fibers or short fibers can be used. For example, as a chopped strand, it may be applied by directly mixing with a matrix resin, or once a fabric such as a woven or knitted fabric, a nonwoven fabric, or a stitching sheet (for example, a non-crimped fabric) is formed and then applied to the fabric. It may be applied by impregnating with a matrix resin.

これらのうち、強度や弾性率を高める観点から、高強度繊維群の少なくとも一部が布帛を形成するのが好ましく、布帛の中でも、織編物やステッチングシートであるのがより好ましい。   Among these, from the viewpoint of increasing the strength and elastic modulus, it is preferable that at least a part of the high-strength fiber group forms a fabric, and among the fabrics, a woven or knitted fabric or a stitching sheet is more preferable.

織編物やステッチングシートを形成する場合、高強度繊維群を形成する高強度繊維は、通常、フィラメント糸(モノフィラメント、マルチフィラメント)や紡績糸などであり、これらのうち、耐衝撃性を高める観点から、マルチフィラメント糸が好ましい。   When forming a woven or knitted fabric or stitching sheet, the high-strength fibers forming the high-strength fiber group are usually filament yarns (monofilaments, multifilaments), spun yarns, etc. Of these, the viewpoint of improving impact resistance Therefore, a multifilament yarn is preferable.

高強度繊維は、例えば、単繊維繊度が0.1〜600dtex程度、好ましくは0.25〜500dtex程度であってもよく、総繊維繊度が100〜5000dtex程度、好ましくは500〜3000dtex程度であってもよい。   The high-strength fiber may have a single fiber fineness of about 0.1 to 600 dtex, preferably about 0.25 to 500 dtex, and a total fiber fineness of about 100 to 5000 dtex, preferably about 500 to 3000 dtex. Also good.

高強度繊維を織編糸や繊維束とする織編物やステッチングシートの構造は、高強度繊維に関して、一方向性織物、二方向性織物、三軸織物、多軸織物、ノンクリンプドファブリックなどのいずれであってもよい。   The structure of woven or knitted fabrics and stitching sheets that use high-strength fibers as woven or knitted yarns or fiber bundles are unidirectional fabrics, bidirectional fabrics, triaxial fabrics, multiaxial fabrics, non-crimped fabrics, etc. Any of these may be used.

より詳細には、高強度繊維を織編糸や繊維束として用いた織編物やステッチングシートとしては、高強度繊維が、経糸または緯糸のいずれか一方向に配列した一方向性織物;高強度繊維が、経糸および緯糸の双方に配列した二方向性織物;高強度繊維が縦、横、斜めの三方向に配列した三軸織物;高強度繊維を四方向以上の多方向に配列した多軸織物;高強度繊維を編糸として用いた編物(たて編物、よこ編物など);高強度繊維を繊維束として用い、一方向に揃えられた繊維束を別の糸で留める一方向性ノンクリンプドファブリック;高強度繊維を繊維束として用い、複数の方向(例えば二方向)に揃えられた繊維束をそれぞれ積層して別の糸で留める多方向性ノンクリンプドファブリックなどのいずれであってもよい。   More specifically, as a woven or knitted fabric or stitching sheet using high-strength fibers as a woven or knitted yarn or fiber bundle, a unidirectional fabric in which high-strength fibers are arranged in one direction of warp or weft; high strength Bidirectional fabric with fibers arranged in both warp and weft; Triaxial fabric in which high-strength fibers are arranged in three directions, vertical, horizontal, and diagonal; Multiaxial in which high-strength fibers are arranged in more than four directions Woven fabric: Knitted fabric using high-strength fibers as knitting yarn (warp knitted fabric, weft knitted fabric, etc.); Unidirectional non-crimp using high-strength fibers as fiber bundles and fastening fiber bundles aligned in one direction with different yarns Any fabric such as a multi-directional non-crimped fabric in which high-strength fibers are used as fiber bundles, and fiber bundles aligned in a plurality of directions (for example, two directions) are stacked and fastened with separate yarns. Good.

これらのうち、軽量化と耐衝撃性とを両立させる観点から、一方向性織物、二方向性織物、一方向性ノンクリンプドファブリック、および二方向性ノンクリンプドファブリックが好ましい。なお、本発明の複合体は、単数または複数の布帛を用いて形成してもよく、複数の布帛を用いる場合、それぞれの布帛の形状は、同じであってもよく、異なっていてもよい。   Among these, a unidirectional woven fabric, a bidirectional woven fabric, a unidirectional non-crimped fabric, and a bi-directional non-crimped fabric are preferable from the viewpoint of achieving both weight reduction and impact resistance. In addition, the composite_body | complex of this invention may be formed using a single or several fabric, and when using several fabric, the shape of each fabric may be the same and may differ.

また、一方向性織物および二方向性織物である場合、織物密度としては、緯糸密度および/または経糸密度が、8〜50本/2.5cm程度、10〜45本/2.5cm程度であってもよい。   In the case of a unidirectional woven fabric and a bi-directional woven fabric, the woven fabric density is about 8 to 50 yarns / 2.5 cm and about 10 to 45 yarns / 2.5 cm. May be.

高強度繊維で形成した布帛(織編物、ステッチングシートなど)の一枚当りの目付は、例えば50〜500g/m程度であってもよく、100〜400g/m程度が好ましい。また、布帛の一枚当りの厚みは、例えば、0.1〜2mm程度であってもよく、0.15〜1.5mm程度が好ましい。 One per basis weight of the fabric formed by the high-strength fibers (woven or knitted fabric, stitching sheets, etc.) may be, for example, 50 to 500 g / m 2 approximately, about 100 to 400 g / m 2 is preferred. Moreover, about 0.1-2 mm may be sufficient as the thickness per sheet | seat, for example, and about 0.15-1.5 mm is preferable.

本発明で用いられる高強度繊維群は、少なくとも全芳香族ポリエステル繊維を含んでおり、高強度繊維群のすべてを全芳香族ポリエステル繊維で形成してもよいし、全芳香族ポリエステル繊維とその他の繊維とを組み合わせて高強度繊維群を形成してもよい。   The high-strength fiber group used in the present invention includes at least a wholly aromatic polyester fiber, and all of the high-strength fiber group may be formed of a wholly aromatic polyester fiber. High strength fiber groups may be formed by combining fibers.

その他の繊維を含む場合、全芳香族ポリエステル繊維とその他の繊維とは、公知又は慣用の手法により、様々な混合方法で組み合わせることが可能であり、例えば、(i)全芳香族ポリエステル繊維およびその他の繊維から形成したチョップドストランドなどとして樹脂と混練する段階での混合、(ii)全芳香族ポリエステル繊維とその他の繊維とを用いてフィラメント糸(モノフィラメント、マルチフィラメント)や紡績糸などの糸条を形成する段階での混合、(iii)糸条から各種布帛を形成する段階での混合、(iv)複数の布帛を組み合わせる段階での混合など、様々な態様が挙げられる。なお、これらの混合方法は、各種組み合わせて行なってもよい。   When other fibers are included, the wholly aromatic polyester fiber and the other fiber can be combined by various mixing methods by a known or commonly used method, for example, (i) wholly aromatic polyester fiber and others Mixing at the stage of kneading with resin as chopped strands formed from fibers of (ii) using filaments (monofilaments, multifilaments) and spun yarns using wholly aromatic polyester fibers and other fibers There are various modes such as mixing in the forming step, (iii) mixing in the step of forming various fabrics from the yarn, and (iv) mixing in the step of combining a plurality of fabrics. These mixing methods may be performed in various combinations.

これらのうち、高強度繊維群は、(iii)または(iv)の形態であるのが好ましく、特に、全芳香族ポリエステル繊維に関して、一方向性織物、二方向性織物、三軸織物、多軸織物、およびノンクリンプトファブリックからなる群から選択される少なくとも一種の布帛を含んでいるのが好ましい。   Among these, the high-strength fiber group is preferably in the form of (iii) or (iv), and particularly with respect to the fully aromatic polyester fiber, the unidirectional woven fabric, the bi-directional woven fabric, the triaxial woven fabric, the polyaxial It preferably includes at least one fabric selected from the group consisting of woven fabrics and non-crimp fabrics.

具体的には、例えば、(iii)としては、全芳香族ポリエステル繊維から形成された糸条と、その他の繊維から形成された糸条とを織り合わせるなどして布帛を形成することが挙げられる。また、(iv)としては、全芳香族ポリエステル繊維から形成された布帛と、その他の繊維から形成された布帛とを重ね合わせ、樹脂に含浸するなどして複合化することが挙げられる。   Specifically, for example, (iii) includes forming a fabric by interweaving yarns formed from wholly aromatic polyester fibers and yarns formed from other fibers. . In addition, (iv) includes a method in which a fabric formed from wholly aromatic polyester fibers and a fabric formed from other fibers are superposed and impregnated into a resin to form a composite.

高強度繊維群が全芳香族ポリエステル繊維とその他の高強度繊維との双方を含む場合、全芳香族ポリエステル繊維とその他の高強度繊維との割合は、全芳香族ポリエステル繊維100重量部に対して、その他の高強度繊維は、10〜300重量部程度であってもよく、好ましくは20〜200重量部程度、さらに好ましくは30〜150重量部程度であってもよい。   When the high-strength fiber group includes both wholly aromatic polyester fibers and other high-strength fibers, the proportion of wholly aromatic polyester fibers and other high-strength fibers is 100 parts by weight of wholly aromatic polyester fibers. The other high-strength fibers may be about 10 to 300 parts by weight, preferably about 20 to 200 parts by weight, and more preferably about 30 to 150 parts by weight.

(マトリックス樹脂)
マトリックス樹脂は、全芳香族ポリエステル繊維と組み合わせて、耐衝撃性を発揮できる観点から、少なくともポリビニルブチラールを含んでいる。
(Matrix resin)
The matrix resin contains at least polyvinyl butyral from the viewpoint of exhibiting impact resistance in combination with the wholly aromatic polyester fiber.

(ポリビニルブチラール)
ポリビニルブチラールは、公知又は慣用の方法で製造することができる。例えば、まず、ポリ酢酸ビニルなどをけん化することによりポリビニルアルコール(PVA)樹脂を作製し、次いで、得られたポリビニルアルコール樹脂に対して、酸触媒の存在下水及び/又は有機溶剤中でブチルアルデヒドを反応させて、ポリビニルブチラールを得てもよい。
(Polyvinyl butyral)
Polyvinyl butyral can be produced by a known or conventional method. For example, first, a polyvinyl alcohol (PVA) resin is prepared by saponifying polyvinyl acetate and the like, and then, butyraldehyde is added to the obtained polyvinyl alcohol resin in water and / or an organic solvent in the presence of an acid catalyst. Polyvinyl butyral may be obtained by reaction.

ポリビニルブチラールは、ビニルブチラールユニットと、ビニルアルコールユニットとで少なくとも構成され、PVAのけん化度に応じて、酢酸ビニルユニットを含んでいていてもよい。   The polyvinyl butyral is composed of at least a vinyl butyral unit and a vinyl alcohol unit, and may contain a vinyl acetate unit depending on the degree of saponification of PVA.

また、ブチルアルデヒドを反応させるPVA樹脂としては、PVAのホモポリマーだけでなく、エチレン−ビニルアルコール共重合体、部分けん化エチレン−ビニルアルコール共重合体等のビニルアルコールと、ビニルアルコールと共重合可能なモノマーとの共重合体も用いてもよく、一部にカルボン酸等が導入された、変性ポリビニルアルコールも用いてもよい。PVA樹脂は、単独で、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。   The PVA resin for reacting butyraldehyde can be copolymerized not only with PVA homopolymer but also with vinyl alcohol such as ethylene-vinyl alcohol copolymer, partially saponified ethylene-vinyl alcohol copolymer, and vinyl alcohol. A copolymer with a monomer may also be used, and modified polyvinyl alcohol in which a carboxylic acid or the like is partially introduced may also be used. PVA resins may be used alone or in combination of two or more.

なお、PVA樹脂は完全にけん化されたものであっても、部分的にけん化されたものであってもよい。けん化度は、80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましく、95モル%以上であることがさらに好ましい。   The PVA resin may be completely saponified or partially saponified. The saponification degree is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and further preferably 95 mol% or more.

ポリビニルブチラールの水酸基含有量は、例えば、5〜40モル%であってもよく、好ましくは10〜30モル%であってもよい。   The hydroxyl group content of polyvinyl butyral may be, for example, 5 to 40 mol%, preferably 10 to 30 mol%.

ポリビニルブチラールのDIN 53015に準じて測定された溶液粘度、すなわち、樹脂濃度10重量%のエタノール溶液を、ヘプラー粘度計を用いて20℃で測定した粘度は、2〜500mPa×s程度、より好ましくは2〜200mPa×s程度、さらに好ましくは2〜125mPa×s程度、特に好ましくは2〜75mPa×s程度であってもよい。   The solution viscosity measured according to DIN 53015 of polyvinyl butyral, that is, the viscosity of an ethanol solution having a resin concentration of 10% by weight measured at 20 ° C. using a Heppler viscometer is about 2 to 500 mPa × s, more preferably It may be about 2 to 200 mPa × s, more preferably about 2 to 125 mPa × s, and particularly preferably about 2 to 75 mPa × s.

(その他の樹脂)
本発明のマトリックス樹脂は、ポリビニルブチラールと相溶性を有する限り、他の樹脂を含んでいてもよい。このような樹脂としては、フェノール系樹脂(ノボラック型、レゾール型)、エポキシ樹脂(ビスフェノールA型、ノボラック型、臭素化型、脂環式型など)、ビニルエステル系樹脂(ビスフェノールA型、ノボラック型、臭素化型など)、不飽和ポリエステル樹脂、架橋メタクリル系樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フラン樹脂、シリコーン系樹脂などの熱硬化性樹脂;オレフィン系樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体など)、ポリエステル系樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなど)、ポリアミド系樹脂(例えば、ポリアミド6、ポリアミド66などの脂肪族ポリアミド、脂環族ポリアミド、芳香族ポリアミドなど)、スチレン系樹脂(例えば、ポリスチレンなど)、(メタ)アクリル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー樹脂(例えば、オレフィン系アイオノマー、フッ素系アイオノマーなど)、熱可塑性エラストマー(スチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル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など)などの熱可塑性樹脂が挙げられる。
(Other resins)
The matrix resin of the present invention may contain other resins as long as it is compatible with polyvinyl butyral. Such resins include phenolic resins (novolak type, resol type), epoxy resins (bisphenol A type, novolak type, brominated type, alicyclic type, etc.), vinyl ester resins (bisphenol A type, novolak type). Thermosetting resins such as unsaturated polyester resins, crosslinked methacrylic resins, urea resins, melamine resins, diallyl phthalate resins, furan resins, silicone resins; olefin resins (eg, polyethylene, polypropylene, Ethylene vinyl acetate copolymer, etc.), polyester resins (eg, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, etc.), polyamide resins (eg, aliphatic polyamides such as polyamide 6 and polyamide 66) Alicyclic polyamide, aromatic polyamide, etc.), styrene resin (for example, polystyrene), (meth) acrylic resin, polyether resin, polycarbonate resin, ionomer resin (for example, olefin ionomer, fluorine ionomer, etc.) ), Thermoplastic elastomers (such as styrene thermoplastic elastomers, urethane thermoplastic elastomers, olefin thermoplastic elastomers, vinyl chloride thermoplastic elastomers, polyester thermoplastic elastomers, polyamide thermoplastic elastomers, etc.) Can be mentioned.

これらの樹脂は、単独で、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの樹脂のうち、フェノール系樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、架橋メタクリル系樹脂などの熱硬化性樹脂が好ましく、特にフェノール系樹脂が好ましい。   These resins may be used alone or in combination of two or more. Of these resins, thermosetting resins such as phenolic resins, epoxy resins, vinyl ester resins, unsaturated polyester resins, and cross-linked methacrylic resins are preferable, and phenolic resins are particularly preferable.

複合体中の樹脂付着量は、高強度繊維群の形状に応じて適宜選択することが可能であるが、例えば、高強度繊維群が布帛を形成している場合、樹脂付着量は、軽量化の観点から、樹脂固形分に関して、例えば、10〜60重量%、好ましくは20〜55重量%程度であってもよい。   The resin adhesion amount in the composite can be appropriately selected according to the shape of the high-strength fiber group. For example, when the high-strength fiber group forms a fabric, the resin adhesion amount is reduced in weight. From this viewpoint, the resin solid content may be, for example, about 10 to 60% by weight, preferably about 20 to 55% by weight.

ポリビニルブチラールとその他の樹脂(たとえば、フェノール系樹脂など)との割合は、ポリビニルブチラール100重量部に対して、その他の樹脂が0〜500重量部程度、好ましくは20〜400重量部程度、さらに好ましくは40〜300重量部程度であってもよい。   The ratio of polyvinyl butyral to other resins (for example, phenolic resin) is about 0 to 500 parts by weight, preferably about 20 to 400 parts by weight, more preferably about 100 parts by weight of polyvinyl butyral. May be about 40 to 300 parts by weight.

また、マトリックス樹脂は、必要に応じて熱硬化性樹脂に対応する硬化剤、硬化促進剤、硬化触媒、さらに必要に応じて、相溶化剤、フィラー、染料や顔料等の着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤などの各種添加剤などを含有してもよい。   The matrix resin may be a curing agent, a curing accelerator, a curing catalyst corresponding to the thermosetting resin, if necessary, a colorant such as a compatibilizer, a filler, a dye or a pigment, or an antioxidant. In addition, various additives such as an ultraviolet absorber and a light stabilizer may be contained.

[複合体]
本発明の耐衝撃性複合体は、上述したように、(i)マトリックス樹脂にチョップドストランドなどの高強度繊維群が混ぜ合わせられた複合体であってもよいし、または、(ii)溶融または溶解したマトリックス樹脂プレポリマーに、高強度繊維布帛を含浸することにより複合化した複合体であってもよいし、(iii)高強度繊維布帛と、布帛状またはシート状のマトリックス樹脂とを積層し、加熱して複合化した複合体であってもよいし、または(iv)マトリックス樹脂プレポリマーを含むエマルジョンを高強度繊維布帛に含浸、乾燥後、積層して加熱により複合化した複合体であってもよい。
[Complex]
As described above, the impact-resistant composite of the present invention may be a composite in which (i) a matrix resin is mixed with a group of high-strength fibers such as chopped strands, or (ii) It may be a composite formed by impregnating a dissolved matrix resin prepolymer with a high-strength fiber cloth, or (iii) a high-strength fiber cloth and a cloth-like or sheet-like matrix resin are laminated. Or (iv) a composite obtained by impregnating a high-strength fiber fabric with an emulsion containing a matrix resin prepolymer, drying it, and laminating it to form a composite by heating. May be.

例えば、その他の樹脂として、熱硬化性樹脂を用いる場合、簡便に複合体を製造するためには、前記(i)、(ii)または(iv)の手法が好ましく、特に(ii)または(iv)の手法が好ましい。   For example, when a thermosetting resin is used as the other resin, the method (i), (ii) or (iv) is preferable in order to easily produce a composite, and particularly (ii) or (iv) ) Is preferred.

本発明では、全芳香族ポリエステル繊維を補強繊維として用いているため、耐衝撃性を有しつつも複合体全体の軽量化を行なうことが可能であり、面積当りの密度、すなわち、目付は、1000〜7000g/m程度であってもよく、好ましくは1500〜5000g/m程度であってもよい。 In the present invention, since the wholly aromatic polyester fiber is used as the reinforcing fiber, it is possible to reduce the weight of the entire composite while having impact resistance, and the density per area, that is, the basis weight, may be 1000~7000g / m 2 approximately, preferably about 1500~5000g / m 2.

また、複合体の厚みは、用途に応じて幅広い範囲とすることが可能であるが、例えば、軽量化の観点からは、0.5mm〜10mm程度であってもよく、好ましくは1〜8mm程度であってもよい。   Further, the thickness of the composite can be set in a wide range depending on the application. For example, from the viewpoint of weight reduction, it may be about 0.5 mm to 10 mm, preferably about 1 to 8 mm. It may be.

このようにして得られた複合体では、全体としての形状は特に限定されず、2次元形状であっても、3次元形状であってもよい。   In the composite thus obtained, the shape as a whole is not particularly limited, and may be a two-dimensional shape or a three-dimensional shape.

また、本発明は、前記複合体を一部または全体に適用した耐衝撃材も包含し、このような耐衝撃材は、衝撃板、高速移動物体や各種建造物などへの付加装甲として、またはヘルメットや防弾衣類などとして、有効に利用することができる。   The present invention also includes an impact-resistant material in which the composite is partially or wholly applied, and such an impact-resistant material is used as an additional armor to an impact plate, a high-speed moving object, various buildings, or the like, or It can be used effectively as a helmet or bulletproof clothing.

以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は本実施例により何等限定されるものではない。なお、実施例中における各種物性は、以下の方法によって求めたものである。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited at all by this Example. In addition, the various physical properties in an Example are calculated | required with the following method.

[対数粘度]
ポリマー試料をペンタフルオロフェノールに0.1重量%溶解し(60〜80℃)、60℃の恒温槽中で、ウベローデ型粘度計で相対粘度(ηrel)を測定し、次式によって計算した。
ηinh=ln(ηrel)/c
ここでcはポリマー濃度(g/dl)である。
[Logarithmic viscosity]
A polymer sample was dissolved in pentafluorophenol in an amount of 0.1% by weight (60 to 80 ° C.), and the relative viscosity (ηrel) was measured with a Ubbelohde viscometer in a constant temperature bath at 60 ° C., and calculated according to the following formula.
ηinh = ln (ηrel) / c
Where c is the polymer concentration (g / dl).

[融点]
示差走査熱量計(メトラー社製DSC)で観察される主吸熱ピークのピーク温度を融点Mp(℃)とした。
[Melting point]
The peak temperature of the main endothermic peak observed with a differential scanning calorimeter (Mettler DSC) was defined as the melting point Mp (° C.).

[溶液粘度]
DIN 53015に準じ、樹脂濃度10重量%のエタノール溶液の粘度を、ヘプラー粘度計を用いて20℃で測定した。
[Solution viscosity]
According to DIN 53015, the viscosity of an ethanol solution having a resin concentration of 10% by weight was measured at 20 ° C. using a Heppler viscometer.

[繊維強度、伸度、初期弾性率]
JIS L 1013に準拠して測定した。
[Fiber strength, elongation, initial elastic modulus]
It measured based on JISL1013.

[面衝撃試験方法]
落錘グラフィックインパクトテスター((株)東洋精機製作所製)を用い、JIS K−7211 プラスチック−硬質プラスチック パンクチャー衝撃試験方法に基づき、測定を実施した。測定条件としては、ストライカー径12.7mm、ホルダー径76mm、落下高さ100cm、ウェイト14.5kg、衝撃速度4.4m/秒にて実施した。また、試験後における実施例および比較例の積層体の状態を、目視により評価した。
[Surface impact test method]
Using a falling weight graphic impact tester (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), measurement was performed based on the JIS K-7111 Plastic-Hard Plastic Puncture Impact Test Method. The measurement conditions were a striker diameter of 12.7 mm, a holder diameter of 76 mm, a drop height of 100 cm, a weight of 14.5 kg, and an impact speed of 4.4 m / sec. Moreover, the state of the laminated body of the Example and comparative example after a test was evaluated by visual observation.

(実施例1)
(1)構成単位(A)と(B)が73/27(モル比)である全芳香族ポリエステルポリマーを用いた。このポリマーの物性は、ηinh=4.6dl/g、融点Mp=280℃であった。このポリマーを通常の溶融紡糸装置を用いて紡糸し、1670dtex/300フィラメントのマルチフィラメントを得た。このマルチフィラメントを窒素雰囲気中で280℃、20時間熱処理し、全芳香族ポリエステルポリマーフィラメント(強度23cN/dtex)を得た。
Example 1
(1) The wholly aromatic polyester polymer whose structural units (A) and (B) are 73/27 (molar ratio) was used. The physical properties of this polymer were ηinh = 4.6 dl / g, melting point Mp = 280 ° C. The polymer was spun using a normal melt spinning apparatus to obtain a multifilament of 1670 dtex / 300 filament. This multifilament was heat-treated in a nitrogen atmosphere at 280 ° C. for 20 hours to obtain a wholly aromatic polyester polymer filament (strength 23 cN / dtex).

(2)このフィラメントを用いて、緯糸密度12本/2.5cm、経糸密度12本/2.5cmの平織物を作製した。この織物の目付は、167g/mであり、厚みは0.31mmであった。 (2) A plain woven fabric having a weft density of 12 / 2.5 cm and a warp density of 12 / 2.5 cm was produced using this filament. The fabric weight was 167 g / m 2 and the thickness was 0.31 mm.

(3)この織物を8枚積層し、ポリビニルブチラール((株)クラレ製、「Mowital B30H」、水酸基含量20重量%、DIN53015に準じて測定した溶液粘度48mPa×s)の10wt%メチルエチルケトン溶液と、レゾール型フェノール樹脂(住友ベークライト(株)製、「PR−51406」、数平均分子量300、樹脂分50重量%)とを、樹脂分の重量比で1対1の割合で配合したワニスを作製した。このワニスに(2)の平織物を含浸せしめた後、150℃で乾燥してプリプレグを形成し、これを8枚積層した後熱プレスすることで積層成形板(目付2720g/m、厚み2.8mm)を作製した。この成形板の樹脂付着量は50.9重量%であった。この複合体の面衝撃試験性能を表1に示す。 (3) 8 sheets of this woven fabric were laminated, polyvinyl butyral (manufactured by Kuraray Co., Ltd., “Mowital B30H”, hydroxyl group content 20% by weight, solution viscosity 48 mPa × s measured according to DIN 53015), and a 10 wt% methyl ethyl ketone solution; A varnish was prepared by blending a resol type phenolic resin (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., “PR-51406”, number average molecular weight 300, resin content 50% by weight) in a weight ratio of 1: 1. . This varnish was impregnated with the plain fabric of (2), dried at 150 ° C. to form a prepreg, and laminated with 8 sheets, and then heat-pressed to produce a laminated molded plate (weight per unit area 2720 g / m 2 , thickness 2 8 mm). The resin adhesion amount of this molded plate was 50.9% by weight. The surface impact test performance of this composite is shown in Table 1.

(実施例2)
(1)カーボン繊維(東邦テナックス(株)製、「ベスファイトHTS40 3K」、強度28cN/dtex)を用いて、緯糸密度12本/2.5cm、経糸密度12本/2.5cmの平織物を作製した。この織物の目付は、200g/mであり、厚みは0.25mmであった。
(Example 2)
(1) A plain woven fabric having a weft density of 12 / 2.5 cm and a warp density of 12 / 2.5 cm using carbon fiber (manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., “BESFITE HTS40 3K”, strength 28 cN / dtex). Produced. The fabric weight was 200 g / m 2 and the thickness was 0.25 mm.

(2)上記(1)で作製したカーボン繊維平織物4枚を重ね合わせ、さらに、その上下に実施例1の(2)で得られた平織物2枚をそれぞれ重ね合わせて、合計8枚の織物を積層した。この積層した織物に対して、実施例1の(3)と同様にしてマトリックス樹脂を含浸し、積層成形板(目付2840g/m、厚み2.8mm)を作製した。この成形板の樹脂付着量は48.3重量%であった。この複合体の面衝撃試験性能を表1に示す。 (2) Four carbon fiber plain fabrics prepared in (1) above are superposed, and two plain fabrics obtained in (2) of Example 1 are superposed on the top and bottom, respectively, for a total of eight The woven fabric was laminated. The laminated fabric was impregnated with a matrix resin in the same manner as in (3) of Example 1 to prepare a laminated molded plate (weight per unit area 2840 g / m 2 , thickness 2.8 mm). The resin adhesion amount of this molded plate was 48.3% by weight. The surface impact test performance of this composite is shown in Table 1.

(実施例3)
(1)ガラス繊維平織物(日東紡(株)製、「WF 230 100 BS6」、緯糸密度19本/2.5cm、経糸密度18本/2.5cm、目付200g/m、厚み0.25mm)を用意した。
(Example 3)
(1) Glass fiber plain fabric (manufactured by Nittobo Co., Ltd., “WF 230 100 BS6”, weft density 19 / 2.5 cm, warp density 18 / 2.5 cm, basis weight 200 g / m 2 , thickness 0.25 mm ) Was prepared.

(2)上記(1)で作製したガラス繊維平織物4枚を重ね合わせ、さらに、その上下に実施例1の(2)で得られた平織物2枚をそれぞれ重ね合わせて、合計8枚の織物を積層した。この積層した織物に対して、実施例1の(3)と同様にしてマトリックス樹脂を含浸し、積層成形板(目付2840g/m、厚み2.8mm)を作製した。この成形板の樹脂付着量は50.6重量%であった。この複合体の面衝撃試験性能を表1に示す。 (2) Four glass fiber plain fabrics produced in (1) above are superposed, and two plain fabrics obtained in (2) of Example 1 are superposed on the top and bottom, respectively, for a total of eight The woven fabric was laminated. The laminated fabric was impregnated with a matrix resin in the same manner as in (3) of Example 1 to prepare a laminated molded plate (weight per unit area 2840 g / m 2 , thickness 2.8 mm). The resin adhesion amount of this molded plate was 50.6% by weight. The surface impact test performance of this composite is shown in Table 1.

(実施例4)
(1)カーボン繊維(東邦テナックス(株)製、「ベスファイトHTS40 3K」、強度28cN/dtex)と、実施例1の(1)で得られた全芳香族ポリエステルポリマーフィラメント(強度23cN/dtex)とを、それぞれ緯糸、経糸として用いて、緯糸密度12本/2.5cm、経糸密度12本/2.5cmの平織物を作製した。この織物の目付は、184g/mであり、厚みは0.28mmであった。
Example 4
(1) Carbon fiber (manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., “Besfight HTS40 3K”, strength 28 cN / dtex) and wholly aromatic polyester polymer filament (strength 23 cN / dtex) obtained in (1) of Example 1 Were used as wefts and warps, respectively, to produce plain woven fabrics having a weft density of 12 / 2.5 cm and a warp density of 12 / 2.5 cm. The fabric weight was 184 g / m 2 and the thickness was 0.28 mm.

(2)上記(1)で作製した全芳香族ポリエステル繊維とカーボン繊維との混合平織物8枚を積層し、この積層した織物に対して、実施例1の(3)と同様にしてマトリックス樹脂を含浸し、積層成形板(目付2970g/m、厚み2.8mm)を作製した。この成形板の樹脂付着量は47.1重量%であった。この複合体の面衝撃試験性能を表1に示す。 (2) Eight mixed plain woven fabrics of wholly aromatic polyester fibers and carbon fibers prepared in the above (1) were laminated, and matrix resin was applied to the laminated woven fabrics in the same manner as (3) of Example 1. Was laminated to produce a laminated molded plate (weight per unit area 2970 g / m 2 , thickness 2.8 mm). The resin adhesion amount of this molded plate was 47.1% by weight. The surface impact test performance of this composite is shown in Table 1.

(比較例1)
マトリックス樹脂として、(1)多官能エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製、「YL6046B80」)130重量部、(2)ノボラック型硬化剤(ジャパンエポキシレジン(株)製、「YLH129B65」)70重量部、(3)イミダゾール型硬化促進剤(ジャパンエポキシレジン(株)製、「EMI24」)0.3重量部、および(4)メチルエチルケトン130重量部を混合し、ワニスを調製する以外は、実施例1と同様にして成形板(目付2680g/m、厚み2.7mm)を作製した。この成形板の樹脂付着量は50.1重量%であった。この複合体の面衝撃試験性能を表1に示す。
(Comparative Example 1)
As a matrix resin, (1) 130 parts by weight of a polyfunctional epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., “YL6046B80”), (2) 70 wt. Except for preparing a varnish by mixing 0.3 part by weight of (3) imidazole type curing accelerator (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., “EMI24”), and (4) 130 parts by weight of methyl ethyl ketone. In the same manner as in Example 1, a molded plate (weight per unit area 2680 g / m 2 , thickness 2.7 mm) was produced. The resin adhesion amount of this molded plate was 50.1% by weight. The surface impact test performance of this composite is shown in Table 1.

(比較例2)
(1)高強度繊維群として、アラミド繊維(東レ・デュポン(株)製、「ケブラー49」、強度19cN/dtex)を用いて、緯糸密度13本/2.5cm、経糸密度13本/2.5cmの平織物を作製した。この織物の目付は、175g/mであり、厚みは0.26mmであった。
(Comparative Example 2)
(1) As a group of high-strength fibers, aramid fibers (manufactured by Toray DuPont Co., Ltd., “Kevlar 49”, strength 19 cN / dtex) are used, and the weft density is 13 / 2.5 cm, the warp density is 13/2. A 5 cm plain fabric was made. The fabric weight was 175 g / m 2 and the thickness was 0.26 mm.

(2)上記(1)で作製したアラミド平織物8枚を積層し、この積層した織物に対して、実施例1の(3)と同様にしてマトリックス樹脂を含浸し、成形板(目付2760g/m、厚み2.8mm)を作製した。この成形板の樹脂付着量は49.3重量%であった。この複合体の面衝撃試験性能を表1に示す。 (2) Eight aramid plain fabrics prepared in (1) above were laminated, and the laminated fabric was impregnated with a matrix resin in the same manner as in (3) of Example 1 to form a molded plate (weight per unit: 2760 g / m 2 , thickness 2.8 mm). The resin adhesion amount of this molded plate was 49.3% by weight. The surface impact test performance of this composite is shown in Table 1.

(比較例3)
(1)高強度繊維群として、アラミド繊維(東レ・デュポン(株)製、「ケブラー49」、強度19cN/dtex)を用い、この繊維表面に対してフッ素化合物処理を施した。具体的には、まず、ダイキン工業(株)製、ユニダインTG510(8重量%)、京絹化成(株)EC243(6重量%)、住友3M(株)製スミテックスレジンM3(0.8重量%)、キャタリストACX(0.5重量%)、イソプロピルアルコール(6重量%)、水(78.7重量%)のフッ素化合物水溶液を調製した。そして、この水溶液にアラミド繊維を約30秒間浸漬し、その後120℃の乾燥炉中でアラミド繊維に対して3分間乾燥を施した。さらに160℃のベーキング炉で1分間熱処理を行った。この処理繊維を用い、緯糸密度13本/2.5cm、経糸密度13本/2.5cmの平織物を作製した。この織物の目付は、180g/mであり、厚みは0.26mmであった。
(Comparative Example 3)
(1) As a high-strength fiber group, an aramid fiber (manufactured by Toray DuPont Co., Ltd., “Kevlar 49”, strength 19 cN / dtex) was used, and the fiber surface was subjected to a fluorine compound treatment. Specifically, first, Daikin Industries, Ltd., Unidyne TG510 (8% by weight), Kyokin Kasei Co., Ltd. EC243 (6% by weight), Sumitomo 3M Ltd. Sumitex Resin M3 (0.8% by weight) %), Catalyst ACX (0.5 wt%), isopropyl alcohol (6 wt%) and water (78.7 wt%) were prepared. And the aramid fiber was immersed in this aqueous solution for about 30 seconds, and then the aramid fiber was dried for 3 minutes in a drying furnace at 120 ° C. Further, heat treatment was performed in a baking furnace at 160 ° C. for 1 minute. Using this treated fiber, a plain woven fabric having a weft density of 13 / 2.5 cm and a warp density of 13 / 2.5 cm was produced. The fabric weight was 180 g / m 2 and the thickness was 0.26 mm.

(2)上記(1)で作製したアラミド平織物8枚を積層し、この積層した織物に対して、実施例1の(3)と同様にしてマトリックス樹脂を含浸し、成形板(目付2760g/m、厚み2.8mm)を作製した。この成形板の樹脂付着量は
48.0重量%であった。この複合体の面衝撃試験性能を表1に示す。
(2) Eight aramid plain fabrics prepared in (1) above were laminated, and the laminated fabric was impregnated with a matrix resin in the same manner as in (3) of Example 1 to form a molded plate (weight per unit: 2760 g / m 2 , thickness 2.8 mm). The resin adhesion amount of this molded plate was 48.0% by weight. The surface impact test performance of this composite is shown in Table 1.

Figure 0005385734
Figure 0005385734

表1に示すように、全芳香族ポリエステル繊維に対してポリビニルブチラールをマトリックス樹脂として適用した実施例1〜4では、面衝撃試験において高い耐衝撃性を示し、衝撃による貫通は発生しなかった。   As shown in Table 1, in Examples 1 to 4 in which polyvinyl butyral was applied as a matrix resin to the fully aromatic polyester fiber, high impact resistance was shown in the surface impact test, and penetration due to impact did not occur.

一方、全芳香族ポリエステル繊維に対してエポキシ樹脂をマトリックス樹脂として適用した比較例1では、面衝撃試験における耐衝撃性が低く、衝撃試験後の複合体は衝撃により貫通した。   On the other hand, in Comparative Example 1 in which an epoxy resin was applied as a matrix resin to a wholly aromatic polyester fiber, the impact resistance in the surface impact test was low, and the composite after the impact test penetrated by impact.

また、全芳香族ポリエステル繊維に代えて、アラミド繊維を用いた比較例2では、マトリックス樹脂としてポリビニルブチラールを用いても、面衝撃試験における耐衝撃性が低く、衝撃試験後の複合体は衝撃により貫通した。   In Comparative Example 2 using aramid fibers instead of wholly aromatic polyester fibers, even when polyvinyl butyral is used as the matrix resin, the impact resistance in the surface impact test is low, and the composite after the impact test is caused by impact. Penetrated.

なお、比較例3では、衝撃試験後の複合体は衝撃により貫通していなかったが、この比較例では、アラミド繊維に対するフッ素化合物の表面処理が必要であった。   In Comparative Example 3, the composite after the impact test did not penetrate due to the impact, but in this Comparative Example, surface treatment of the fluorine compound on the aramid fiber was necessary.

本発明の耐衝撃性複合体は、耐衝撃性に優れているため、衝撃板、自動車、鉄道、航空機などの高速移動物体や各種建造物などへ付加される耐衝撃材料として、またはヘルメットや防弾衣類などの構成材料として、有効に利用することができる。   Since the impact-resistant composite of the present invention is excellent in impact resistance, it is used as an impact-resistant material to be added to high-speed moving objects such as impact plates, automobiles, railways, and airplanes, various buildings, or helmets or bulletproofs. It can be effectively used as a constituent material for clothing and the like.

Claims (8)

引張強度が10cN/dtex以上の高強度繊維で構成された高強度繊維群とマトリックス樹脂とを含む複合体であって、
前記高強度繊維群は、全芳香族ポリエステル繊維に関して、一方向性織物、二方向性織物、三軸織物、および多軸織物からなる群から選択される少なくとも一種の布帛であり、少なくとも全芳香族ポリエステル繊維を含むとともに、
前記マトリックス樹脂は、少なくともポリビニルブチラールを含む耐衝撃性複合体。
A composite comprising a high-strength fiber group composed of high-strength fibers having a tensile strength of 10 cN / dtex or more and a matrix resin,
The high-strength fiber group is at least one kind of fabric selected from the group consisting of a unidirectional woven fabric, a bi-directional woven fabric, a triaxial woven fabric, and a multiaxial woven fabric with respect to a wholly aromatic polyester fiber, and at least wholly aromatic Including polyester fiber,
The matrix resin is an impact-resistant composite containing at least polyvinyl butyral.
請求項1の複合体において、高強度繊維群の少なくとも一部が布帛を形成している複合体。   2. The composite according to claim 1, wherein at least a part of the high-strength fiber group forms a fabric. 請求項2の複合体において、布帛一枚当りの目付が50〜500g/mであるとともに、その厚みが0.1〜2mmである複合体。 The composite according to claim 2, wherein the fabric weight per sheet is 50 to 500 g / m 2 and the thickness is 0.1 to 2 mm. 請求項1〜3のいずれか一項の複合体において、マトリックス樹脂が、ポリビニルブチラールと、必要に応じてポリビニルブチラールと相溶性を有するその他の樹脂とを含んでおり、ポリビニルブチラールとその他の樹脂との割合が、ポリビニルブチラール100重量部に対して、その他の樹脂が0〜500重量部である複合体。 The composite according to any one of claims 1 to 3, wherein the matrix resin includes polyvinyl butyral and, if necessary, other resin having compatibility with polyvinyl butyral, and polyvinyl butyral and other resin, Is a composite in which the other resin is 0 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyvinyl butyral . 請求項1〜4のいずれか一項の複合体において、マトリックス樹脂が、ポリビニルブチラールとフェノール樹脂とで構成されている複合体。   5. The composite according to claim 1, wherein the matrix resin is composed of polyvinyl butyral and a phenol resin. 請求項1〜5のいずれか一項の複合体において、目付が1000〜7000g/mである複合体。 In the complex of any one of claims 1 to 5, composite basis weight is 1000~7000g / m 2. 請求項1〜6のいずれか一項の複合体において、高強度繊維群に対して、実質的にフッ素化合物を適用していない複合体。   The composite according to any one of claims 1 to 6, wherein a fluorine compound is not substantially applied to the high-strength fiber group. 請求項1〜7のいずれか一項の複合体から形成される耐衝撃材。   The impact-resistant material formed from the composite_body | complex as described in any one of Claims 1-7.
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