JPH0369605A - ヘルメット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、人体の頭部に与えられる衝撃を緩和して傷害
から保護するヘルメットに関し、特に耐貫通性及び衝撃
吸収性が優れ軽量且つ安価で優れた防護性能を発揮する
ヘルメットに関するものである。

［従来の技術］ 安全ヘルメット、殊に乗車用ヘルメットとしては、ガラ
ス繊維強化熱硬化性樹脂製（以下、ＧＦＲＰ製と言う）
が汎用されているが、最近、ライダー装備のファッショ
ン化が進むにつれて乗車用ヘルメットも高級化してきて
おり、且つ安全性向上の要請もあって、徐々に大型化す
る傾向が見られる。ところがＧＦＲＰは、比較的高重量
であるため大型化には限界がある。そこで軽量化を目的
として強強力・高弾性率のアラミド繊維及び汎用有機繊
維（ビニロン繊維等）等を強化材として併用し、ガラス
繊維の使用量を少なくすることにより軽量大型化を図っ
たＦＲＰ製ヘルメットが既に市販されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところがアラミド繊維等の高強力・高弾性率織維はビニ
ロン繊維に比べて非常に高価であり、しかも有機繊維の
中では比重が大きい方であるため、軽量化には自ずと限
界がある。加えてアラミド繊維のカット性は非常に悪い
ので、ヘルメット製造時のトリミングあるいは打抜き作
業性が悪いという問題もあり、強化材としての使用量は
著しく制限される。そのため、満足のいく耐貫通性や衝
撃吸収性を得るには、強化効果の劣るビニロン繊維等を
多量併用せざるを得ないが、ビニロン繊維の比重もアラ
ミド繊維に次いで大きく、結果的にはヘルメット構成材
がかなり厚肉となり、且つ軽量化も不充分で満足なもの
は得られていない。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、その目的は、優れた耐貫通性及び衝撃吸収性を有し且
つ軽量、大型でしかも安価なヘルメットを提供しようと
するものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決することのできた本発明ヘルメットの構
成は、ガラス繊維層及び有機繊維層を有する繊維強化熱
硬化性樹脂を主たる構成４分とするヘルメットにおいて
、該ヘルメットにおける少なくともＪＩＳ　　Ｔ　　８
１３３　（１９８２）で規定されている衝撃吸収試験の
試験実施範囲は、外層をガラス繊維層、中層を高強力・
高弾性率ポリエチレン繊維布帛層、内層をガラス繊維層
で強化してなるところに要旨を有するものである。

［作用］ 上記の様に本発明のヘルメットは、最も優れた衝撃吸収
性及び耐貫通性が要求される、少なくともＪＩＳ　　Ｔ
　　８１３３　（１９８２）で規定される衝撃吸収試験
の試験実施範囲（以下、ＪＩＳ規格範囲という）の構成
を特定したものであり、具体的にはガラス繊維層を上層
及び下層に配すると共にその中間層に、有機繊維層とし
て高強力・高弾性率ポリエチレン繊維布帛層を配設して
強化したものであり、これら各構成材の積層効果と上記
高強力・高弾性率ポリエチレン繊維布帛の強化効果によ
り、衝撃吸収性及び耐貫通性は著しく改善され、軽量で
且つ防護効果の優れた大型ヘルメットを得ることができ
る。

本発明において、上記強化繊維のマトリックス成分とな
る熱硬化性樹脂としては、汎用のＦＲＰ材製造用熱硬化
性樹脂がいずれも支障なく使用できるが、最も一般的な
のは不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等であり、これらは単独
で使用してもよく、あるいは必要により２種以上を併用
することもできる。

上記ガラス繊維としては、一般にＥ・ガラスと称されて
いる電気絶縁性・化学耐久性ガラス繊維が使用されるが
、勿論これに限定されるものではない。又使用形態とし
ては、予めヘルメット状に賦形化されたポリフオーム・
セット及びチョツプド・マットが使用される。

有機繊維層は、主として衝撃吸収性、耐貫通性を保持し
つつ軽量化を図る作用を有するものであり、有機繊維と
しては通常ボリアくド、ポリエステル、ビニロン等の汎
用有機繊維が使用される。

ところが汎用有機繊維だけでは満足の行く防護効果が得
られにくく、充分な防護効果を得ようとすれば、汎用有
機繊維層を肉厚にせざるを得す、結果としてヘルメット
全体が重くなる。そこで本発明では軽量大型化を図った
場合の防護効果の不足を補うために、少なくともＪＩＳ
規格範囲の中層に有機繊維層として高強力・高弾性率ポ
リエチレン繊維布帛層を形成して強化することとしてい
る。

ここで使用される高強力・高弾性率ポリエチレン繊維は
、好ましくは引張強度が２０３７６以上、より好ましく
は２５３７６以上、引張弾性率が５００３７６以上、好
ましくは１０００ｇ　／　ｄ以上、より好ましくは１２
００ｇ　／　ｄ以上のものである。またヘルメット仕上
工程における打抜き部の眉間剥離やヘルメットが衝撃を
受けたときの眉間剥離に起因する衝撃吸収性低下を一層
確実に阻止するため、接着性を改善した高強力・高弾性
ポリエチレン繊維を使用することは極めて有効である。

接着性改善手法は特に限定するものではないが、コロナ
放電処理、低温プラズマ処理、コーティング処理等が一
般的である。

高強力・高弾性率ポリエチレン繊維布帛の形態は不織布
及び織布の如何を問わないが、ｆｆＪ撃吸酸吸収性び耐
貫通性の面では織布の方が効果的である。織布組織にも
平織、朱子織、綾織、バスケット織等種々の種類があり
、いずれでも使用できるが、生地の取扱い性及び接着性
を考慮すると平織が最も好ましい。撚構成は無撚、撚掛
は糸のいずれでも良いが、衝撃を受けた時の眉間剥離を
抑えるうえでは、経糸、緯糸とも撚掛けされたものか、
或は経糸が撚掛けされ、緯糸は実質的に無撚りのものが
好ましい、但し撚掛は糸の場合、撚係数が大きくなり過
ぎると引張強度が低下する傾向があるので、撚係数は２
．０以下に抑えることが望まれる。

高強力・高弾性率ポリエチレン繊維布帛の生地目付量は
１００〜４００ｇ／ｍ”が望ましい、その理由は、生地
目付量が１００ｇ／ｍ２以下では積層枚数を増やさなけ
ればならなくなるので、コスト高となり、一方４００ｇ
／ｍ２以上になると生地密度が高くなり過ぎて成形時の
樹脂浸透性を阻害し、衝撃吸収性が低下するからである
。

上記積層素材を用いてヘルメットを製造する方法につい
ても格別の制約はないが、最も一般的な方法を示すと次
の通りである。即ち予めヘルメット状に賦形化されたプ
リフォーム・ガラス繊維セットを、１２０℃程度に加熱
された雌型内に装填する。次いで少なくとも強化が必要
とされるＪＩＳ規格範囲内面側に、所定サイズにカット
した、高強力・高弾性ポリエチレン繊維布帛を所定枚数
配設し、更に最内層に所定サイズにカットした薄いガラ
ス繊維マットを当てガラスとして装填し強化繊維層を構
成する。ついでビニールエステル樹脂等にベンゾイル・
パーオキサイド等の硬化剤を適量配合した樹脂液を所定
量金型内に注入し、直ちにゴム膜等を雌型内で膨らませ
、圧力を加えて所定時間加圧成形し、樹脂を硬化させる
方法（加圧バッグ法）が採用される。

従って本発明ヘルメットにおけるＪＩＳ規格範囲の積層
構造は、外面側から見てガラス繊維−高強力・高弾性率
ポリエチレン繊維布帛層−ガラス繊維を強化繊維として
含む熱硬化性樹脂層の積層構造を有するものとなる。こ
の場合、内、外面側のいずれを問わず表層に高強力・高
弾性率ポリエチレン繊維布帛層を配設した場合は、仕上
加工（穿孔、切削等）するときに高強力・高弾性率ポリ
エチレン繊維が完全に切断されないでひげ状に露出し、
外観を悪くするばかりでなく、切断端で高強力・高弾性
率ポリエチレンｍ維強化樹脂層が剥離現象を起こし易く
なる。これに対しポリエチレン繊維強化樹脂層の両側に
ガラス繊維層を配設しておけば、上記の様な問題も起こ
らない。

又本発明では有機繊維層の部分全体に亘って、該ポリエ
チレン繊維布帛を使用しても良いが、最も優れた性能の
要求される少なくともＪＩＳ規格範囲に該ポリエチレン
繊維布帛を使用するこ七が必須条件となる。

尚本発明において前記高強力・高弾性率ポリエチレン繊
維による補強効果を効果的に発揮させるには、強化部即
ちＪＩＳ規格範囲における該ポリエチレン繊維の占める
体積比率が、当該規格範囲における全構成繊維体積の４
０〜７０％となる様Ｃ使用量を設定することが望まれる
。しかしてポリエチレン繊維ａの構成比率が４０％未満
である場合はその強化効果が不十分であり、全繊維の使
用量を多くしなければ満足のいく防護性能は得られにく
く、軽量化の目的が達成され難くなるからである。一方
、ポリエチレン繊維の構成比率が７０％を超える場合は
、軽量化の目的は十分達成されるものの、市販の有機繊
維強化ＧＦＲＰヘルメットに比べて著しく高価になるば
かりでなく、強化部が剛性不足となって衝撃による変形
が元Ｃ戻りにくくなるといった傾向が生じてくるからで
ある。

［実施例］ 衷直皿工二１ 全デニール１２００ｄ、引張強度３０ｇ／ｄ、引張弾性
率１１００ｇ／ｄの高強力・高弾性率ポリエチレン繊維
（ダイニーマ・ジャパン社製、商品名「ダイニーマ５Ｋ
−６０Ｊ）を使用し、下記構成の平織物を製織した。

第１表の平織物を使用し、第２表心示す積層条件で各水
準のヘルメット帽体を戒心した。

即ち第１表のポリエチレン織物とプリフォームガラス繊
維セット（自家製、目付３００　ｇ／セット）及びガラ
ス繊維マット（日東紡績社製、目付４５０ｇ／ｍ２）を
使用し、熱硬化性樹脂としては昭和高分子社製ビニール
エステル樹脂「リポキシＲ８０２Ｊを用いて、前記加圧
バッグ法に準拠してヘルメット帽体を作製した。硬化条
件は１２０℃×１５分とした。

得られたヘルメットの重量を第、２表に併記した。

坦玉（９１１エユ 比較例として第３表の織物を使用し、第４表に示す構成
のヘルメット帽体を作製した。

上記実施例および比較例で得たヘルメ 護性試験結果を第５表に一括して示す。

尚防護性の評価は５ＨＥＬＬ規＃＋１９づいて行なった
。

トの防 ８５に基 第５表からも明らかである様に実施例１〜４のヘルメッ
トはいずれも帽体重量が比較例１．２に比べて著しく軽
量であり、しかも５ＨＥＬＬ規格に基づく耐貫通性や衝
撃吸収性にも合格している。また実施例１〜４では加圧
成形後のカット性や打抜き性も良好でひげ状の物が残っ
たり切断端部で剥離を起こす様なこともなく、美麗に仕
上げることができた。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、ガラス繊維層と有
機繊維層を基本構成とするヘルメットにおいて少なくと
もＪＩＳ規格範囲を高強力・高弾性率ポリエチレン繊維
布帛で強化することにより、軽量でしかも耐貫通性及び
衝撃吸収性の優れたヘルメットを安価に提供し得ること
になった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス繊維層及び有機繊維層を有する繊維強化熱
   硬化性樹脂を主たる構成々分とするヘルメットにおいて
   、該ヘルメットに、おける少なくともＪＩＳＴ８１３３
   （１９８２）で規定される衝撃吸収性試験の試験実施範
   囲は、外層をガラス繊維層、中層を高強力・高弾性率ポ
   リエチレン繊維布帛層、内層をガラス繊維層で強化して
   なることを特徴とする繊維強化樹脂製ヘルメット。
2. （２）請求項（１）に規定される試験範囲における高強
   力・高弾性率ポリエチレン繊維の占める体積割合が、当
   該範囲における全繊維の体積含有率の４０〜７０％であ
   る請求項（１）に記載のヘルメット。