JPH08121996A - 軽量耐衝撃材料 - Google Patents
軽量耐衝撃材料Info
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- JPH08121996A JPH08121996A JP6264096A JP26409694A JPH08121996A JP H08121996 A JPH08121996 A JP H08121996A JP 6264096 A JP6264096 A JP 6264096A JP 26409694 A JP26409694 A JP 26409694A JP H08121996 A JPH08121996 A JP H08121996A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 繊維強化複合材料板の少なくとも片面に硬質
板が接合されてなるものである。上記繊維強化複合材料
板は、引っ張り強度２０ｇ／ｄ以上の高強度ポリエチレ
ン繊維からなる布帛に、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹
脂を含浸率１０〜４０重量％で含浸したものである。上
記硬質板の厚みは前記軽量耐衝撃材料の総厚みに対して
１〜２０％であって且つそれ自身１ｍｍ以下のものであ
る。 【効果】 海水に浮くほど軽量で、耐衝撃性に優れ、且
つ使用における耐久性に優れ、また防炎性にも優れた軽
量耐衝撃材料である。
板が接合されてなるものである。上記繊維強化複合材料
板は、引っ張り強度２０ｇ／ｄ以上の高強度ポリエチレ
ン繊維からなる布帛に、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹
脂を含浸率１０〜４０重量％で含浸したものである。上
記硬質板の厚みは前記軽量耐衝撃材料の総厚みに対して
１〜２０％であって且つそれ自身１ｍｍ以下のものであ
る。 【効果】 海水に浮くほど軽量で、耐衝撃性に優れ、且
つ使用における耐久性に優れ、また防炎性にも優れた軽
量耐衝撃材料である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軽量耐衝撃材料に関す
るものであって、該軽量耐衝撃材料は銃弾，爆発物の破
片等の飛来から人体や装置，機器を保護する為、或は走
行中に走路に現れた障害物による衝撃のダメージから人
体や装置等を保護する為に、防護衣や防護盾として、ま
た自動車や鉄道用の車輌等の衝撃板に用いられる。
るものであって、該軽量耐衝撃材料は銃弾，爆発物の破
片等の飛来から人体や装置，機器を保護する為、或は走
行中に走路に現れた障害物による衝撃のダメージから人
体や装置等を保護する為に、防護衣や防護盾として、ま
た自動車や鉄道用の車輌等の衝撃板に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】従来より、銃弾や爆発物の破片等から人
体や装置等を保護する軽量耐衝撃材料として、鉄系の金
属板が使用されてきた。しかしながら鉄系の金属板では
高重量という欠点があり、機動性の面から軽量化が要求
され、例えばジュラルミンやチタン合金（特開昭６０−
２４１０００号公報）等の軽量高強度金属板、またセラ
ミックス板等を用いることが検討されている。例えば上
記チタン合金板は、一般の鉄系材料を用いたものに比べ
ると強度は１．５倍もあり、しかも重さは同一体積比較
で約６０％程度であるから、高強度化、軽量化を達成す
る為の好適材料として期待されている。
体や装置等を保護する軽量耐衝撃材料として、鉄系の金
属板が使用されてきた。しかしながら鉄系の金属板では
高重量という欠点があり、機動性の面から軽量化が要求
され、例えばジュラルミンやチタン合金（特開昭６０−
２４１０００号公報）等の軽量高強度金属板、またセラ
ミックス板等を用いることが検討されている。例えば上
記チタン合金板は、一般の鉄系材料を用いたものに比べ
ると強度は１．５倍もあり、しかも重さは同一体積比較
で約６０％程度であるから、高強度化、軽量化を達成す
る為の好適材料として期待されている。
【０００３】また一層の軽量化を進める為にアラミド繊
維強化複合材料板（特開昭６０−１０１７９９号公報）
や高強力ポリエチレン繊維強化複合材料板（特開昭６０
−１７４６４６号公報）等も提案されている。上記アラ
ミド繊維強化複合材料板はポリアミド繊維のクロスを８
層以上積層し、これに樹脂を含浸して強化一体化させた
ものであり、また上記高強力ポリエチレン繊維強化複合
材料板はポリエチレン等の可撓性高分子からなる合成繊
維を主たる補強剤として用いたものであり、これにより
軽量、高強力のものを得ている。
維強化複合材料板（特開昭６０−１０１７９９号公報）
や高強力ポリエチレン繊維強化複合材料板（特開昭６０
−１７４６４６号公報）等も提案されている。上記アラ
ミド繊維強化複合材料板はポリアミド繊維のクロスを８
層以上積層し、これに樹脂を含浸して強化一体化させた
ものであり、また上記高強力ポリエチレン繊維強化複合
材料板はポリエチレン等の可撓性高分子からなる合成繊
維を主たる補強剤として用いたものであり、これにより
軽量、高強力のものを得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記チタン合金等の金
属板やセラミックス板は、材料自体としては比較的低比
重であるが、必要な耐弾性を満たす為にはある程度の厚
みが必要であり、結果的に重くなってしまうという問題
がある。
属板やセラミックス板は、材料自体としては比較的低比
重であるが、必要な耐弾性を満たす為にはある程度の厚
みが必要であり、結果的に重くなってしまうという問題
がある。
【０００５】また上記繊維強化複合材料板は、防弾性能
と軽量化の面では優れているが、使用中に擦傷が付き易
く耐久性に問題があり、特にポリエチレン繊維を用いた
場合は衝撃時の摩擦熱によって溶融または燃焼が起こっ
て著しい性能低下を招く可能性が高く、耐炎性の面でも
問題があった。
と軽量化の面では優れているが、使用中に擦傷が付き易
く耐久性に問題があり、特にポリエチレン繊維を用いた
場合は衝撃時の摩擦熱によって溶融または燃焼が起こっ
て著しい性能低下を招く可能性が高く、耐炎性の面でも
問題があった。
【０００６】本発明は以上の様な問題点に鑑みてなされ
たもので、高い防弾性と高い軽量性を維持しつつ、使用
条件下において優れた耐久性及び耐炎性を有する軽量耐
衝撃材料を提供することを目的とする。
たもので、高い防弾性と高い軽量性を維持しつつ、使用
条件下において優れた耐久性及び耐炎性を有する軽量耐
衝撃材料を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る軽量耐衝撃
材料は、繊維強化複合材料板の少なくとも片面に硬質板
が接合されてなるものであって、上記繊維強化複合材料
板が、引張強度２０ｇ／ｄ以上の高強度ポリエチレン繊
維からなる布帛に、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を
含浸率１０〜４０重量％で含浸したものであり、上記硬
質板の厚みが前記軽量耐衝撃材料の総厚みに対して１〜
２０％であることを要旨とする。更に上記硬質板が金属
板であり、その厚みが１ｍｍ以下であるのが好ましい。
また上記軽量耐衝撃材料は、実質的な比重が１．０５以
下のものであることが望ましい。また上記硬質板が高強
度ポリエチレン繊維より表面硬度の高い高強度繊維強化
プラスチック（以下、ＡＣＭと称す）からなることが好
ましい。
材料は、繊維強化複合材料板の少なくとも片面に硬質板
が接合されてなるものであって、上記繊維強化複合材料
板が、引張強度２０ｇ／ｄ以上の高強度ポリエチレン繊
維からなる布帛に、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を
含浸率１０〜４０重量％で含浸したものであり、上記硬
質板の厚みが前記軽量耐衝撃材料の総厚みに対して１〜
２０％であることを要旨とする。更に上記硬質板が金属
板であり、その厚みが１ｍｍ以下であるのが好ましい。
また上記軽量耐衝撃材料は、実質的な比重が１．０５以
下のものであることが望ましい。また上記硬質板が高強
度ポリエチレン繊維より表面硬度の高い高強度繊維強化
プラスチック（以下、ＡＣＭと称す）からなることが好
ましい。
【０００８】
【作用】まず上記繊維強化複合材料板に用いる高強度ポ
リエチレン繊維の布帛について説明する。該高強度ポリ
エチレン繊維は、２０ｇ／ｄ未満では十分な耐衝撃性が
得られない為、高強度特性を発揮するという観点から、
２０ｇ／ｄ以上、好ましくは３０ｇ／ｄ以上の引張強度
を有するものでなければならない。
リエチレン繊維の布帛について説明する。該高強度ポリ
エチレン繊維は、２０ｇ／ｄ未満では十分な耐衝撃性が
得られない為、高強度特性を発揮するという観点から、
２０ｇ／ｄ以上、好ましくは３０ｇ／ｄ以上の引張強度
を有するものでなければならない。
【０００９】上記引張強度２０ｇ／ｄ以上の高強度ポリ
エチレン繊維の製造方法としては、例えば特開昭５５−
１０７５０６に示されている様な、高分子ポリエチレン
を適当な溶剤に溶解してゲル状物を得、該ゲル状物を延
伸するという一般的な方法等を用いることができる。
エチレン繊維の製造方法としては、例えば特開昭５５−
１０７５０６に示されている様な、高分子ポリエチレン
を適当な溶剤に溶解してゲル状物を得、該ゲル状物を延
伸するという一般的な方法等を用いることができる。
【００１０】本発明の上記布帛は、織布，不織布，編
物，マット，フェルト等いずれでも良く、樹脂含浸工程
や加熱加圧成形工程等において、目ずれ，目明き，バラ
ケを生じないものであれば特に限定されない。
物，マット，フェルト等いずれでも良く、樹脂含浸工程
や加熱加圧成形工程等において、目ずれ，目明き，バラ
ケを生じないものであれば特に限定されない。
【００１１】また該布帛の目付については１００ｇ／ｍ
2 未満のものを用いた場合は、必要な耐弾性を持たせる
為に積層枚数を多くしなければならず、そのため工程数
が多くなって作業性が悪くなる。一方目付が５００ｇ／
ｍ2 を越える場合は、織物が嵩高くなって耐弾性能が悪
くなる。従って上記布帛の目付は１００〜５００ｇ／ｍ
2 の範囲のものが好ましい。
2 未満のものを用いた場合は、必要な耐弾性を持たせる
為に積層枚数を多くしなければならず、そのため工程数
が多くなって作業性が悪くなる。一方目付が５００ｇ／
ｍ2 を越える場合は、織物が嵩高くなって耐弾性能が悪
くなる。従って上記布帛の目付は１００〜５００ｇ／ｍ
2 の範囲のものが好ましい。
【００１２】次に上記布帛に含浸させる熱硬化性樹脂ま
たは熱可塑性樹脂について説明する。熱硬化性樹脂とし
てはエポキシ樹脂，フェノール樹脂，ビニルエステル樹
脂，不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられ、熱可塑性樹
脂としてはポリエーテルエーテルケトン，ポリフェニレ
ンサルファイト，ナイロン，ポリエチレンテレフタレー
ト等が挙げられる。これら樹脂のうち布帛に含浸させる
ものの選択は、強度、弾性率、布帛や硬質板との適度な
接着性、樹脂の破壊様式等の要因から総合的に判断して
行われ、その選択する樹脂は一種類の樹脂に限るもので
はなく、数種を組み合わせても良い。
たは熱可塑性樹脂について説明する。熱硬化性樹脂とし
てはエポキシ樹脂，フェノール樹脂，ビニルエステル樹
脂，不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられ、熱可塑性樹
脂としてはポリエーテルエーテルケトン，ポリフェニレ
ンサルファイト，ナイロン，ポリエチレンテレフタレー
ト等が挙げられる。これら樹脂のうち布帛に含浸させる
ものの選択は、強度、弾性率、布帛や硬質板との適度な
接着性、樹脂の破壊様式等の要因から総合的に判断して
行われ、その選択する樹脂は一種類の樹脂に限るもので
はなく、数種を組み合わせても良い。
【００１３】これらのうち熱硬化性樹脂を用いた場合
は、成形が簡単で耐弾性に優れる等、特性の軽量耐衝撃
材料が得られるので好ましい。特に最適な樹脂としては
エポキシ樹脂が挙げられ、これはプリプレグ化が容易で
成形時の取扱い性に優れており良い。
は、成形が簡単で耐弾性に優れる等、特性の軽量耐衝撃
材料が得られるので好ましい。特に最適な樹脂としては
エポキシ樹脂が挙げられ、これはプリプレグ化が容易で
成形時の取扱い性に優れており良い。
【００１４】繊維強化複合材料板における布帛への上記
樹脂の含浸率については、樹脂を１０〜４０重量％含浸
させたものが良い。１０重量％未満であると内部に小孔
が多数残って構造体として十分な強度が発揮できず、一
方４０重量％を超えると布帛の使用量が少なくなり、高
強度ポリエチレン繊維を用いたことによる耐衝撃の効果
が十分には発揮されない。
樹脂の含浸率については、樹脂を１０〜４０重量％含浸
させたものが良い。１０重量％未満であると内部に小孔
が多数残って構造体として十分な強度が発揮できず、一
方４０重量％を超えると布帛の使用量が少なくなり、高
強度ポリエチレン繊維を用いたことによる耐衝撃の効果
が十分には発揮されない。
【００１５】繊維強化複合材料板の特性としては、曲げ
弾性率が１０００〜２５００kg/mm2の範囲であることが
好ましい。１０００kg／mm2 未満では製品形態を維持す
る為に厚みを増さなければならず、本発明の目的である
軽量化が望めなくなる。一方２５００kg／mm2 超では、
繊維強化複合材料板が変形しにくくなる為、変形による
衝撃吸収が達成できなくなるから好ましくない。
弾性率が１０００〜２５００kg/mm2の範囲であることが
好ましい。１０００kg／mm2 未満では製品形態を維持す
る為に厚みを増さなければならず、本発明の目的である
軽量化が望めなくなる。一方２５００kg／mm2 超では、
繊維強化複合材料板が変形しにくくなる為、変形による
衝撃吸収が達成できなくなるから好ましくない。
【００１６】次に硬質板について説明する。硬質板の素
材としては、ブリネル硬さＨｂ（１０／５００／３０）
（ＪＩＳ Ｚ ２２４３）が２０以上の金属やセラミッ
クス並びにＡＣＭ等が挙げられ、本素材を使用すれば弾
丸が衝突した際に弾頭を変形させることができ、耐衝撃
性能の著しく向上したものが得られ、更に繰り返して使
用した際における表面の傷つきにくさも良好である。尚
ＡＣＭに使用される高強度繊維としては炭素繊維やガラ
ス繊維等が挙げられ、該繊維にＦＲＰの技術分野で用い
られる樹脂を含浸させてＡＣＭとする。
材としては、ブリネル硬さＨｂ（１０／５００／３０）
（ＪＩＳ Ｚ ２２４３）が２０以上の金属やセラミッ
クス並びにＡＣＭ等が挙げられ、本素材を使用すれば弾
丸が衝突した際に弾頭を変形させることができ、耐衝撃
性能の著しく向上したものが得られ、更に繰り返して使
用した際における表面の傷つきにくさも良好である。尚
ＡＣＭに使用される高強度繊維としては炭素繊維やガラ
ス繊維等が挙げられ、該繊維にＦＲＰの技術分野で用い
られる樹脂を含浸させてＡＣＭとする。
【００１７】尚、硬質板として金属板を用いたものは加
工工程が容易であることから好ましい。加工性の点及び
軽量化の点から、特にジュラルミン等のアルミニウム合
金やチタン合金等を用いることが推奨される。
工工程が容易であることから好ましい。加工性の点及び
軽量化の点から、特にジュラルミン等のアルミニウム合
金やチタン合金等を用いることが推奨される。
【００１８】上記硬質板の厚みは金属板の場合、１ｍｍ
以下で且つ前記軽量耐衝撃材料の総厚みに対して１〜２
０％であることを条件とするが、１ｍｍを超えた場合は
軽量化を達成できないからであり、また軽量耐衝撃材料
の総厚みに対して１％未満では弾頭をつぶす効果が小さ
く、他方２０％超では軽量耐衝撃材料全体の比重が大き
くなり軽量化を達成できない。この様な硬質板の厚みの
規定により、軽量耐衝撃材料の実質的な比重は極めて小
さくなる。
以下で且つ前記軽量耐衝撃材料の総厚みに対して１〜２
０％であることを条件とするが、１ｍｍを超えた場合は
軽量化を達成できないからであり、また軽量耐衝撃材料
の総厚みに対して１％未満では弾頭をつぶす効果が小さ
く、他方２０％超では軽量耐衝撃材料全体の比重が大き
くなり軽量化を達成できない。この様な硬質板の厚みの
規定により、軽量耐衝撃材料の実質的な比重は極めて小
さくなる。
【００１９】軽量耐衝撃材料の比重は１．０５以下とす
るのが望ましく、硬質板として適当な素材を選択し上記
厚みとすることで、この様な比重１．０５以下が達成で
きる。比重が１．０５以下であれば、例えば海上で本発
明の軽量耐衝撃材料を使用している際、誤って海中に落
下した場合であっても、沈むことがなく安全である。
尚、比重は１．０５以下と限らず、例えば１．０６であ
っても良く、硬質板の厚みが上記厚みであれば陸上での
使用に際し十分な軽量性を発揮する。
るのが望ましく、硬質板として適当な素材を選択し上記
厚みとすることで、この様な比重１．０５以下が達成で
きる。比重が１．０５以下であれば、例えば海上で本発
明の軽量耐衝撃材料を使用している際、誤って海中に落
下した場合であっても、沈むことがなく安全である。
尚、比重は１．０５以下と限らず、例えば１．０６であ
っても良く、硬質板の厚みが上記厚みであれば陸上での
使用に際し十分な軽量性を発揮する。
【００２０】次に繊維強化複合材料板と硬質板の接合方
法について説明する。まず予め繊維強化複合材料板を成
形し、その後接着剤を用いて硬質板を接着する方法、或
は繊維強化複合材料板を形成する際同時に硬質板を積層
し、マトリックス樹脂を接着剤として用い一体化する方
法等がある。接合方法については軽微な打撃程度で剥離
を起こさないのであれば、どの様な方法を選択しても良
い。
法について説明する。まず予め繊維強化複合材料板を成
形し、その後接着剤を用いて硬質板を接着する方法、或
は繊維強化複合材料板を形成する際同時に硬質板を積層
し、マトリックス樹脂を接着剤として用い一体化する方
法等がある。接合方法については軽微な打撃程度で剥離
を起こさないのであれば、どの様な方法を選択しても良
い。
【００２１】上述の様に規定した繊維強化複合材料板と
硬質板を用い、上記繊維強化複合材料板の少なくとも片
面に上記硬質板を接合することで、繊維強化複合材料板
の持つ高い耐弾性と軽量性を生かしつつ、硬質板の持つ
耐使用疲労性及び防炎性を兼ね備えた軽量耐衝撃材料を
得ることができる。
硬質板を用い、上記繊維強化複合材料板の少なくとも片
面に上記硬質板を接合することで、繊維強化複合材料板
の持つ高い耐弾性と軽量性を生かしつつ、硬質板の持つ
耐使用疲労性及び防炎性を兼ね備えた軽量耐衝撃材料を
得ることができる。
【００２２】
【実施例】図１は本発明に係る軽量耐衝撃材料の一実施
例を示す図であり、繊維強化複合材料板６の片面に硬質
板４が接着剤５によって接合されている。また図２は他
の実施例を示す図であり、繊維強化複合材料板６の片面
に硬質板４が接合されている。この接合は繊維強化複合
材料板６を成形する際に同時に、硬質板４を繊維強化複
合材料板６の熱硬化性樹脂或は熱可塑性樹脂によって接
合している。図３は更に他の実施例を示す図であり、繊
維強化複合材料板６の両面に硬質板４が接合されてい
る。
例を示す図であり、繊維強化複合材料板６の片面に硬質
板４が接着剤５によって接合されている。また図２は他
の実施例を示す図であり、繊維強化複合材料板６の片面
に硬質板４が接合されている。この接合は繊維強化複合
材料板６を成形する際に同時に、硬質板４を繊維強化複
合材料板６の熱硬化性樹脂或は熱可塑性樹脂によって接
合している。図３は更に他の実施例を示す図であり、繊
維強化複合材料板６の両面に硬質板４が接合されてい
る。
【００２３】以下に実際に軽量耐衝撃材料を作製し、そ
れについて評価を行った例を示す。 ＜実施例１＞高強度ポリエチレン繊維（ダイニーマＳＫ
−６０、日本ダイニーマ社製）を用い、目付３６０ｇ／
ｍ2 の２／２バスケット織物を製織した。ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂（商品名アラルダイトＧＹ２６０、
チバガイギー社製）、ノボラック系エポキシ樹脂（エピ
コート１５４、油化シェル社製）、ジシアンジアミド、
及び硬化促進剤を、重量比で５０：５０：４：４の割合
で混合して樹脂液とし、これを上記織物（布帛）に含浸
させ、樹脂含有率２０ｗｔ％のプリプレグを作製した。
このプリプレグを２１枚積層し、熱プレス機で１２０
℃、６０分、５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件で樹脂を硬化させ
繊維強化複合材料を作製した。この得られた繊維強化複
合材料板の弾性率は２０９４kg／mm2 であった。
れについて評価を行った例を示す。 ＜実施例１＞高強度ポリエチレン繊維（ダイニーマＳＫ
−６０、日本ダイニーマ社製）を用い、目付３６０ｇ／
ｍ2 の２／２バスケット織物を製織した。ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂（商品名アラルダイトＧＹ２６０、
チバガイギー社製）、ノボラック系エポキシ樹脂（エピ
コート１５４、油化シェル社製）、ジシアンジアミド、
及び硬化促進剤を、重量比で５０：５０：４：４の割合
で混合して樹脂液とし、これを上記織物（布帛）に含浸
させ、樹脂含有率２０ｗｔ％のプリプレグを作製した。
このプリプレグを２１枚積層し、熱プレス機で１２０
℃、６０分、５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件で樹脂を硬化させ
繊維強化複合材料を作製した。この得られた繊維強化複
合材料板の弾性率は２０９４kg／mm2 であった。
【００２４】この繊維強化複合材料板の片面の全面にエ
ポキシ系接着剤を塗布し、硬質板として厚さ０．５ｍｍ
のジュラルミン板（Ａ−２０２４−Ｔ６）（Ｈｂ＝１２
０）を接着した。こうして図１に示す様な軽量耐衝撃材
料が得られた。これについて下記評価方法による評価を
行なった。
ポキシ系接着剤を塗布し、硬質板として厚さ０．５ｍｍ
のジュラルミン板（Ａ−２０２４−Ｔ６）（Ｈｂ＝１２
０）を接着した。こうして図１に示す様な軽量耐衝撃材
料が得られた。これについて下記評価方法による評価を
行なった。
【００２５】＜評価＞ ・耐弾性の評価 模擬破片弾の貫通によるエネルギー損失の測定により耐
弾性の評価を行った。図４はその方法を示す図であり、
発射筒７から発射した模擬破片弾１を試験板（軽量耐衝
撃材料）３に当て、その試験板３前後における模擬破片
弾１の速度を検速紙２により測定し、試験板３貫通によ
るエネルギー損失を下記式(1) のより算出した。 エネルギー損失＝｛ｍ（ｖ1 2−ｖ2 2）｝／２ …(1) ｍ：模擬破片弾の重量 ｖ1：初速 ｖ2：残速
弾性の評価を行った。図４はその方法を示す図であり、
発射筒７から発射した模擬破片弾１を試験板（軽量耐衝
撃材料）３に当て、その試験板３前後における模擬破片
弾１の速度を検速紙２により測定し、試験板３貫通によ
るエネルギー損失を下記式(1) のより算出した。 エネルギー損失＝｛ｍ（ｖ1 2−ｖ2 2）｝／２ …(1) ｍ：模擬破片弾の重量 ｖ1：初速 ｖ2：残速
【００２６】・表面性の評価 ＃２００の紙やすり上に試験板（軽量耐衝撃材料）を置
き、１ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を加えながら２０ｃｍ移動さ
せることを２０回繰り返し、その後の試験板の表面状態
を目視観察することにより表面性の評価を行い、使用に
よる耐久性の評価とした。 ・防炎性の評価 試験板（軽量耐衝撃材料）に炎を接触させて、溶融する
か、着火するか、燃焼するかについて観察した。
き、１ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を加えながら２０ｃｍ移動さ
せることを２０回繰り返し、その後の試験板の表面状態
を目視観察することにより表面性の評価を行い、使用に
よる耐久性の評価とした。 ・防炎性の評価 試験板（軽量耐衝撃材料）に炎を接触させて、溶融する
か、着火するか、燃焼するかについて観察した。
【００２７】＜実施例２＞高強度ポリエチレン繊維（ダ
イニーマＳＫ−６０、日本ダイニーマ社製）を用い目付
１６６ｇ／ｍ2 の平織物を製織した。実施例１と同様に
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名アラルダイト
ＧＹ２６０、チバガイギー社製）、ノボラック系エポキ
シ樹脂（エピコート１５４、油化シェル社製）、ジシア
ンアミド、及び硬化促進剤を、重量比で５０：５０：
４：４の割合で混合して樹脂液とし、これを上記平織物
（布帛）に含浸させ、樹脂含有率２０ｗｔ％のプリプレ
グを作製した。このプリプレグを４６枚積層し、熱プレ
ス機で１２０℃、６０分、５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件で樹
脂を硬化させ繊維強化複合材料板を作製した。この得ら
れた繊維強化複合材料板の弾性率は１５４７kg／mm2 で
あった。
イニーマＳＫ−６０、日本ダイニーマ社製）を用い目付
１６６ｇ／ｍ2 の平織物を製織した。実施例１と同様に
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名アラルダイト
ＧＹ２６０、チバガイギー社製）、ノボラック系エポキ
シ樹脂（エピコート１５４、油化シェル社製）、ジシア
ンアミド、及び硬化促進剤を、重量比で５０：５０：
４：４の割合で混合して樹脂液とし、これを上記平織物
（布帛）に含浸させ、樹脂含有率２０ｗｔ％のプリプレ
グを作製した。このプリプレグを４６枚積層し、熱プレ
ス機で１２０℃、６０分、５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件で樹
脂を硬化させ繊維強化複合材料板を作製した。この得ら
れた繊維強化複合材料板の弾性率は１５４７kg／mm2 で
あった。
【００２８】この繊維強化複合材料板の片面の全面にエ
ポキシ系接着剤を塗布し、厚さ０．５ｍｍのジュラルミ
ン板（硬度Ｈｂ１２０）（Ａ−２０２４−Ｔ４）を接着
した。こうして図１に示す様な軽量耐衝撃材料が得られ
た。これについて上記評価を行なった。尚ジュラルミン
板とはアルミニウム合金の一種である。
ポキシ系接着剤を塗布し、厚さ０．５ｍｍのジュラルミ
ン板（硬度Ｈｂ１２０）（Ａ−２０２４−Ｔ４）を接着
した。こうして図１に示す様な軽量耐衝撃材料が得られ
た。これについて上記評価を行なった。尚ジュラルミン
板とはアルミニウム合金の一種である。
【００２９】＜実施例３＞上記実施例１と同様にして得
られた繊維強化複合材料板の片面の全面に、エポキシ系
接着剤を塗布し、硬質板として厚さ０．５ｍｍのチタン
合金を接着した。こうして図１に示す様な軽量耐衝撃材
料が得られた。これについて上記評価方法による評価を
行なった。
られた繊維強化複合材料板の片面の全面に、エポキシ系
接着剤を塗布し、硬質板として厚さ０．５ｍｍのチタン
合金を接着した。こうして図１に示す様な軽量耐衝撃材
料が得られた。これについて上記評価方法による評価を
行なった。
【００３０】＜比較例１＞比較例１では硬質板を有しな
いものを作製した。実施例１と同様にして作製したプリ
プレグを、２３枚積層し、熱プレス機で１２０℃、６０
分、５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件で樹脂を硬化させ繊維強化
複合材料板を作製し、軽量耐衝撃材料とした。これにつ
いて上記評価を行なった。
いものを作製した。実施例１と同様にして作製したプリ
プレグを、２３枚積層し、熱プレス機で１２０℃、６０
分、５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件で樹脂を硬化させ繊維強化
複合材料板を作製し、軽量耐衝撃材料とした。これにつ
いて上記評価を行なった。
【００３１】＜比較例２＞実施例２で作製したプリプレ
グを５０枚積層し、熱プレス機で１２０℃、６０分、５
０ｋｇ／ｃｍ2 の条件で樹脂を硬化させ繊維強化複合材
料板を作製し、軽量耐衝撃材料とした。この比較例２も
硬質板を有しないものであり、これについて上記評価を
行なった。
グを５０枚積層し、熱プレス機で１２０℃、６０分、５
０ｋｇ／ｃｍ2 の条件で樹脂を硬化させ繊維強化複合材
料板を作製し、軽量耐衝撃材料とした。この比較例２も
硬質板を有しないものであり、これについて上記評価を
行なった。
【００３２】＜比較例３＞高強度ポリエチレンの代わり
にアラミド繊維（ケブラー２９、Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製）
を用い、目付４６１ｇ／ｍ2 の織物（＃Ｋ７３５）とし
た。実施例１と同様にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（商品名アラルダイトＧＹ２６０、チバガイギー社
製）、ノボラック系エポキシ樹脂（エピコート１５４、
油化シェル社製）、ジシアンジアミド、硬化促進剤を、
５０：５０：４：４（重量比）で混合して樹脂液とし、
これを上記織物（布帛）に含浸して樹脂含有率２０ｗｔ
％のプリプレグを作製した。このプリプレグを２０枚積
層し、熱プレス機で１２０℃、６０分、５０ｋｇ／ｃｍ
2 の条件で樹脂を硬化させ繊維強化複合材料板を作製
し、軽量耐衝撃材料とした。本比較例３も硬質板を有し
ていない。この軽量耐衝撃材料について上記評価を行な
った。
にアラミド繊維（ケブラー２９、Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製）
を用い、目付４６１ｇ／ｍ2 の織物（＃Ｋ７３５）とし
た。実施例１と同様にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（商品名アラルダイトＧＹ２６０、チバガイギー社
製）、ノボラック系エポキシ樹脂（エピコート１５４、
油化シェル社製）、ジシアンジアミド、硬化促進剤を、
５０：５０：４：４（重量比）で混合して樹脂液とし、
これを上記織物（布帛）に含浸して樹脂含有率２０ｗｔ
％のプリプレグを作製した。このプリプレグを２０枚積
層し、熱プレス機で１２０℃、６０分、５０ｋｇ／ｃｍ
2 の条件で樹脂を硬化させ繊維強化複合材料板を作製
し、軽量耐衝撃材料とした。本比較例３も硬質板を有し
ていない。この軽量耐衝撃材料について上記評価を行な
った。
【００３３】＜比較例４＞厚み３ｍｍのジュラルミン板
（Ａ−２０２４−Ｔ４）について上記評価を実施した。
本比較例４は繊維強化複合材料板を有しないものであ
る。 ＜比較例５＞チタン合金のみからなる厚さ３ｍｍの耐衝
撃材料について上記評価を実施した。本比較例５も繊維
強化複合材料板を有しないものである。 ＜実施例４＞上記実施例１と同様にして作製した繊維強
化複合材料板を用い、この両面の全面に、エポキシ系接
着剤を塗布し、硬質板として厚さ０．５ｍｍのジュラル
ミン板（Ａ−２０２４−Ｔ６）（Ｈｂ＝１２０）を接着
した。こうして図３に示す様な両面に硬質板を備えた軽
量耐衝撃材料が得られた。これについて上記評価方法に
よる評価を行なった。 ＜評価結果＞上記実施例１〜４、上記比較例１〜５につ
いての各評価の結果を下記表１に示す。
（Ａ−２０２４−Ｔ４）について上記評価を実施した。
本比較例４は繊維強化複合材料板を有しないものであ
る。 ＜比較例５＞チタン合金のみからなる厚さ３ｍｍの耐衝
撃材料について上記評価を実施した。本比較例５も繊維
強化複合材料板を有しないものである。 ＜実施例４＞上記実施例１と同様にして作製した繊維強
化複合材料板を用い、この両面の全面に、エポキシ系接
着剤を塗布し、硬質板として厚さ０．５ｍｍのジュラル
ミン板（Ａ−２０２４−Ｔ６）（Ｈｂ＝１２０）を接着
した。こうして図３に示す様な両面に硬質板を備えた軽
量耐衝撃材料が得られた。これについて上記評価方法に
よる評価を行なった。 ＜評価結果＞上記実施例１〜４、上記比較例１〜５につ
いての各評価の結果を下記表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】表１から本発明の規定に合った実施例は、
損失エネルギーが大きく高耐弾性であることが分かり、
また比重１．０５以下と小さく軽量であることが分か
る。更に紙やすり上で擦り合わせた場合の表面状態が良
好で、使用による耐久性が良いことが分かる。また防炎
性も良好であり、各評価項目を満足し総合的な判定とし
て良いものである。
損失エネルギーが大きく高耐弾性であることが分かり、
また比重１．０５以下と小さく軽量であることが分か
る。更に紙やすり上で擦り合わせた場合の表面状態が良
好で、使用による耐久性が良いことが分かる。また防炎
性も良好であり、各評価項目を満足し総合的な判定とし
て良いものである。
【００３６】これに対し本発明の規定から外れた比較例
では評価の悪い項目があり、例えば比較例１，２では軽
量で耐弾性は良いが、使用耐久性及び防炎性が悪く、比
較例３では耐弾性及び防炎性は良いが、使用耐久性が悪
く重さがやや重く、比較例４では使用耐久性及び防炎性
は良いが、耐弾性が悪く重いという様に、評価の全てを
満足するものではなく、総合的な判定として良くないも
のである。
では評価の悪い項目があり、例えば比較例１，２では軽
量で耐弾性は良いが、使用耐久性及び防炎性が悪く、比
較例３では耐弾性及び防炎性は良いが、使用耐久性が悪
く重さがやや重く、比較例４では使用耐久性及び防炎性
は良いが、耐弾性が悪く重いという様に、評価の全てを
満足するものではなく、総合的な判定として良くないも
のである。
【００３７】
【発明の効果】本発明に係る軽量耐衝撃材料は以上の様
に構成されているから、海水に浮くほど軽量で、耐衝撃
性に優れ、且つ使用中の耐久性に優れ、また防炎性にも
優れたものである。従って本発明の軽量耐衝撃材料は、
銃弾，爆発物の破片等の飛来から人体や装置，機器を保
護する為、或は走行中に走路に現れた障害物による衝撃
のダメージから人体や装置等を保護する為に用いるのに
有効である。更に本発明の軽量耐衝撃材料は上記の様に
海水より比重が小さく海水に浮くので、海上での使用に
際しても発泡材等の浮力体を取り付ける必要がなく、従
って取り扱い易く有効に人体等を保護できるという効果
がある。
に構成されているから、海水に浮くほど軽量で、耐衝撃
性に優れ、且つ使用中の耐久性に優れ、また防炎性にも
優れたものである。従って本発明の軽量耐衝撃材料は、
銃弾，爆発物の破片等の飛来から人体や装置，機器を保
護する為、或は走行中に走路に現れた障害物による衝撃
のダメージから人体や装置等を保護する為に用いるのに
有効である。更に本発明の軽量耐衝撃材料は上記の様に
海水より比重が小さく海水に浮くので、海上での使用に
際しても発泡材等の浮力体を取り付ける必要がなく、従
って取り扱い易く有効に人体等を保護できるという効果
がある。
【図１】本発明の一実施例に係る軽量耐衝撃材料を示す
図。
図。
【図２】本発明の他の実施例に係る軽量耐衝撃材料を示
す図。
す図。
【図３】本発明の更に他の実施例に係る軽量耐衝撃材料
を示す図。
を示す図。
【図４】損失エネルギーの評価方法を示す図。
１ 模擬破片弾 ２ 検速紙 ３ 軽量耐衝撃材料（試験板） ４ 硬質板（金属板） ５ 接着剤 ６ 繊維強化複合材料板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０８Ｊ 5/24 (72)発明者 舘 芳士郎 東京都千代田区内幸町１丁目２番２号 住 友ベークライト株式会社内 (72)発明者 八木 俊明 東京都千代田区内幸町１丁目２番２号 住 友ベークライト株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 繊維強化複合材料板の少なくとも片面に
硬質板が接合されてなる軽量耐衝撃材料であって、 上記繊維強化複合材料板は、引張強度２０ｇ／ｄ以上の
高強度ポリエチレン繊維からなる布帛に、熱硬化性樹脂
または熱可塑性樹脂を含浸率１０〜４０重量％で含浸し
たものであり、 上記硬質板の厚みは、前記軽量耐衝撃材料の総厚みに対
して１〜２０％であることを特徴とする軽量耐衝撃材
料。 - 【請求項２】 上記硬質板が金属板であり、その厚みが
１ｍｍ以下である請求項１に記載の軽量耐衝撃材料。 - 【請求項３】 上記軽量耐衝撃材料の実質的な比重が
１．０５以下である請求項１に記載の軽量耐衝撃材料。 - 【請求項４】 上記硬質板が高強度ポリエチレン繊維よ
り表面硬度の高い高強度繊維強化プラスチックからなる
請求項１に記載の軽量耐衝撃材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6264096A JPH08121996A (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | 軽量耐衝撃材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6264096A JPH08121996A (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | 軽量耐衝撃材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08121996A true JPH08121996A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17398459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6264096A Pending JPH08121996A (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | 軽量耐衝撃材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08121996A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002316319A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-29 | Toray Ind Inc | 衝撃板 |
| JP2007283758A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-11-01 | Du Pont Toray Co Ltd | 高機能コンポジット |
| JP2010089394A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 板状複合材料および長繊維編物シート |
| JP2010184497A (ja) * | 2010-03-29 | 2010-08-26 | Toray Ind Inc | 耐衝撃性繊維強化プラスチック及び多層構造体 |
| CN102862351A (zh) * | 2012-09-26 | 2013-01-09 | 苏州多凯复合材料有限公司 | 一种耐候型高弹性纤维增强复合材料 |
-
1994
- 1994-10-27 JP JP6264096A patent/JPH08121996A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002316319A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-29 | Toray Ind Inc | 衝撃板 |
| JP2007283758A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-11-01 | Du Pont Toray Co Ltd | 高機能コンポジット |
| JP2010089394A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 板状複合材料および長繊維編物シート |
| JP2010184497A (ja) * | 2010-03-29 | 2010-08-26 | Toray Ind Inc | 耐衝撃性繊維強化プラスチック及び多層構造体 |
| CN102862351A (zh) * | 2012-09-26 | 2013-01-09 | 苏州多凯复合材料有限公司 | 一种耐候型高弹性纤维增强复合材料 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030204 |