JPH08207205A - 複合成形物 - Google Patents

複合成形物

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JPH08207205A
JPH08207205A JP1544795A JP1544795A JPH08207205A JP H08207205 A JPH08207205 A JP H08207205A JP 1544795 A JP1544795 A JP 1544795A JP 1544795 A JP1544795 A JP 1544795A JP H08207205 A JPH08207205 A JP H08207205A
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JP
Japan
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resin
composite molded
ceramics
strength
ceramic
Prior art date
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Pending
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JP1544795A
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English (en)
Inventor
Yoshijiro Tate
芳士郎 舘
Toshiaki Yagi
俊明 八木
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 セラミックスと高強度繊維強化プラスチック
から成る耐衝撃性複合成形体を衝撃緩衝性のあるクッシ
ョン材で、セラミックス部分又は複合成形体全体を覆う
か又は包み込む複合成形物。 【効果】 耐衝撃性に優れ、日常の取扱において誤って
ぶつけたり落としてもセラミックスの破損がない為、そ
の後で大きな衝撃力や高速な飛来物が衝突してもセラミ
ックス自体のエネルギー吸収力は低下しておらず、耐衝
撃体としての機能を充分維持することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスと高強度
繊維強化プラスチックから成る複合成形物において、セ
ラミックスが外部からの小さな衝撃を受けた場合又は複
合成形物を落したり、放り投げたりした際セラミックス
が破壊するのを押える為に、複合成形物の一部(セラミ
ック部)又は全体を衝撃緩衝性のあるクッション材で覆
うことにより、取扱い時にセラミックの破壊を防止し、
高速な飛来物を受けた際、充分な耐衝撃性を持つ軽量な
複合成形物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高所から落下又は高速に飛来する物体に
対する耐衝撃体はセラミックスの裏面に高強度繊維強化
プラスチック(以下、ACMという)を接着等の化学的
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
複合成形物が得られることは公知の事実である。これら
の複合成形品は、日常の取扱いにおいてぶつけたり誤っ
て落したりする等の不注意によりセラミック部分に欠け
やクラック等の微少破損をもたらす場合がある。このよ
うな状態で、大きな衝撃力や高速な飛来物を受けた場合
にはこの微小破損が引金となってセラミックスの耐衝撃
力が低下し、エネルギー吸収力が小さくなり、裏面のA
CMに直接衝撃力が加わったりして、ACM裏面の膨み
が大きくなり、場合によって破壊され、耐衝撃体として
の機能が低下する場合が起り得るのでこの点を改善する
必要性が生じている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、セラミック
スとACMとから成る複合成形物において、日常取扱い
時の事故等により、セラミックスの欠け、クラック等に
よる破損が起らないようにする為、種々検討した結果、
複合成形体のセラミックス部分又は複合成形体全体を衝
撃緩衝性のあるクッション材で覆うか又は包み込むこと
により日常の取扱いにおける破損を無くし、外部より大
きな衝撃力や高速な飛来物を受けた際、セラミックスの
衝撃吸収力を低下させることなく耐衝撃性の機能を維持
する複合成形物を完成させるに至ったものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミックス
と高強度繊維強化プラスチックから成る複合成形体にお
いて、その複合成形体を衝撃緩衝性のあるクッション材
でセラミック部分又は複合成形体全体を覆うか又は包み
込むことを特徴とする複合成形物に関するものである。
【0005】ここに用いられるセラミックは主としてフ
ァインセラミックと呼ばれているもので、アルミナ(純
度90〜99.9)系、窒化ケイ素系、炭化ケイ素系、
ジルコニア系等特に問わない。又セラミック単独及び2
種類以上のセラミックを組み合わせても良い。セラミッ
クの物性としては、ビッカース硬度1000kg/mm
2 以上、曲げ強度30kgf/mm2 以上、弾性率2.
8×104 kg/mm2 以上が好ましい。
【0006】一方、ACMとして用いられる高強度繊維
としては引張強度を密度で割った比引張強度が10×1
6 cm以上であり、弾性率を密度で割った比弾性率が
2.5×108 cm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、高強度ナ
イロン繊維等である。一般のガスラ繊維、ナイロン繊維
及びポリエステル繊維などは該当しない。比引張強度あ
るは比弾性率が前記値以下の繊維を用いた場合、その複
合成形物の耐衝撃性は必ずしも十分ではない。
【0007】一方、これら高強度繊維に含浸又はコーテ
ィングする樹脂としては、熱硬化性樹脂では、フェノー
ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、ビニルエステル樹脂及びポリイミド樹脂
等であり、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
テルケトン等、更には熱可塑性ポリウレタン、スチレ
ン、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、アクリルニトリル
スチレン(AS)樹脂、ネオプレン等の合成ゴム又はエ
ラストマーなどである。
【0008】ACMを得るには、熱硬化性樹脂の場合、
高強度繊維に熱硬化性樹脂を含浸又は塗布してプリプレ
グを作製し、このプリプレグを複数枚重ね、加熱加圧す
る圧縮成形法、あるいはプリプレグを作らないハンドレ
イアップ法などがある。樹脂含有率は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8〜30%である。一方、熱可塑性樹脂の場
合、高強度繊維と熱可塑性樹脂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
る圧縮成形法や、樹脂を予め溶融しておきその樹脂を高
強度繊維に付着させる方法もある。熱可塑性樹脂の含有
率も上記熱硬化性樹脂と同じである。
【0009】
【作用】上述の方法で得られたACMをセラミックの裏
面に固定する方法としては、ボルトやリベット等の機械
的方法、あるいはACMに用いられる樹脂そのもの、あ
るいは合成ゴム系やエポキシ樹脂等の接着剤で接着する
化学的方法等があるが、樹脂及び接着剤等でACM/セ
ラミック間を密着させる方が望ましい。
【0010】本発明において、この様にして作製された
複合成形体を覆うか又は包み込むために用いる衝撃緩衝
性のあるクッション材としては、発泡ウレタン、発泡ス
チレン、発泡ポリエチレン、発泡塩化ビニル等の発泡合
成樹脂シート材の他、軟質の合成樹脂シート、ネオプレ
ンやブタジエン/スチレン・ラバー、天然ゴム等のゴム
材又はグラスウール、合成繊維マット等があり、復元力
のあるクッション材が望ましい。クッション材の厚さ
は、複合成形体の重量などにもよるが、2mmが好まし
い。2mm未満ではぶつけたり、落としたりしたときに
セラミックスに欠けやクラックを生じることがある。
【0011】これらのクッション材で複合成形品を覆う
か又は包み込む方法としては、ゴム系やエポキシ樹脂系
の接着剤でセラミックスや複合成形体に接着固定又は包
み込む方法などがあり、更には、上記クッション材でカ
バーされた複合成形品をACMを用いてハンドレイアッ
プ法により成形固定又は包み込み成形する方法も可能で
ある。
【0012】この様にして得られた衝撃緩衝材付複合成
形物は、衝撃緩衝材がない複合成形物と比較して、日常
取扱時にあやまってぶつけたり落したり、放り投げたり
してもセラミックへの破損は起らず、大きな衝撃力や高
速な飛来物が衝突した際、セラミックが破損していない
ので、セラミック自体の吸収エネルギー効果により、耐
衝撃性の複合成形物としての機能を充分維持することが
可能である。以下実施例について説明する。
【0013】
【実施例】
実施例1 比引張強度が16×106 cm、比弾性率3.2×10
8 cmの高強度ガラス繊維からなる平織織布(目付量2
30g/m2 )にレゾール型フェノール樹脂を含浸・乾
燥して樹脂分約20%のプリプレグを得た。このプリプ
レグを5枚重ね、150℃、100kg/cm2 で加
熱、加圧してACM板(1)を得た。このACM板を純
度92%のアルミナセラミック(厚さ4mm)(2)に
フェノール樹脂系ハンドレイアップ用樹脂からなる接着
剤(3)にて固定し、図1に示す複合成形体Aを得た。
この複合成形体Aのセラミック(2)の上に厚さ2mm
の合成ゴム系(ネオプレン系)シート(4)を合成ゴム
系接着剤(5)で接着し、図2に示す複合成形物Bを得
た。
【0014】実施例2 比引張強度が29×106 cm、比弾性率10×108
cmの高強度ポリエチレン繊維からなる織布(目付量3
50g/m2 )にビスフェノールA型エポキシ樹脂をホ
ットメルト方式により表面コーティングし、乾燥して樹
脂分約25%のプリプレグを得た。このプリプレグを1
0枚重ね、115℃、40kg/cm2で加熱、加圧し
てACM板を得た。このACM板と窒化ケイ素セラミッ
ク(厚さ4mm)をエポキシ系接着剤で接着し複合成形
体Cを得た。この複合成形体Cの表裏面に厚さ4mmの
軟質ウレタンフォームシートを2液性ウレタン系接着剤
で接着し複合成形Dを得た。
【0015】実施例3 比引張強度が21×106 cm、比弾性率6.4×10
8 cmのアラミド繊維織布(目付量450g/m2 )に
ABS樹脂の18%MEK溶液を含浸し、乾燥して樹脂
含有分約20%のプリプレグを得た。このプリプレグを
3枚重ね150℃、100kg/cm2 で加熱、加圧し
て曲率480mmの曲面ACM板を得た。このACM板
を同一の曲面形状の炭化ケイ素セラミック(厚さ3m
m)に合成ゴム系樹脂剤で接着し複合成形体Eを得た。
この複合成形体Eのセラミックの上に厚さ3mmの発泡
スチレンシートを合成ゴム系接着剤で接着させ、複合成
形物Fを得た。
【0016】実施例4 比引張強度が20×106 cm、比弾性率4.9×10
8 cmの芳香族ポリエステル繊維の織布(目付量260
g/m2 )6枚と高延伸させたポリエチレンフィルム
(厚さ100μm)7枚を交互に重ね合せ、140℃、
70kg/cm2で加熱、加圧してACM板(両表面は
ポリエチレンフィルム)を得た。このACM板にジルコ
ニア系セラミック(厚さ2mm)をエポキシ系接着剤に
て接着・固定し複合成形体Gを得た。この複合成形体G
のセラミック側の表面に厚さ3mmの発泡ポリエチレン
シートをエポキシ系接着剤で接着し複合成形物Hを得
た。
【0017】実施例5 比引張強度が32×106 cm、比弾性率12×108
cm高強度ポリエチレン繊維から成る一方向不織布(目
付量130g/m2 )にポリウレタン変性ビニルエステ
ル樹脂を表面にコーティングし、乾燥して樹脂分約30
%のプリプレグを得た。このプリプレグを直交方向に交
互に10枚重ね曲面板形状金型にて120℃、50kg
/cm2 で加熱、加圧してACM板を得た。このACM
板を裏面がACM板の曲面と同じ曲面を持つ純度99%
のアルミナセラミック(厚さ4mm)にウレタン系接着
剤で接着し、複合成形体Iを得た。この複合成形体Iの
セラミックスの表面に厚さ2mmの軟質塩化ビシートを
ゴム系接着剤で接着し、更にその上から厚さ約0.3m
mのナイロンクロスを同じ接着剤で接着し複合成形物J
を得た。
【0018】上記複合成形体及び複合成形物をJIS
T 8131に準じて0.5mの高さより耐貫通性試験
を行った。結果を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】以上の結果からも明らかなように、本発
明の複合成形物は耐衝撃性に優れ、日常の取扱において
誤ってぶつけたり落としてもセラミックスの破損がない
為、その後で大きな衝撃力や高速な飛来物が衝突しても
セラミックス自体のエネルギー吸収力は低下しておら
ず、耐衝撃体としての機能を充分維持することが可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の1実施例において、衝撃緩衝性のク
ッション材を接着する前の複合成形体の断面図
【図2】 上記の例において、衝撃緩衝性のクッション
材を接着した後の複合成形物の断面図
【符号の説明】
1 ACM板 2 アルミナセラミック 3 フェノール樹脂接着剤 4 ネオプレン系ゴムシート 5 合成ゴム系接着剤

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックスと高強度繊維強化プラスチ
    ックから成る複合成形体において、その複合成形体を衝
    撃緩衝性のあるクッション材で、セラミックス部分又は
    複合成形体全体を覆うか又は包み込むこと特徴とする複
    合成形物。
JP1544795A 1995-02-01 1995-02-01 複合成形物 Pending JPH08207205A (ja)

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JP1544795A JPH08207205A (ja) 1995-02-01 1995-02-01 複合成形物

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JP1544795A JPH08207205A (ja) 1995-02-01 1995-02-01 複合成形物

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001072659A1 (fr) * 2000-03-31 2001-10-04 Toto Ltd. Procede de formation humide de poudre, procede de production d'une poudre compacte frittee, produit compact fritte poudreux, et dispositif d'utilisation de ce produit compact fritte poudreux

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001072659A1 (fr) * 2000-03-31 2001-10-04 Toto Ltd. Procede de formation humide de poudre, procede de production d'une poudre compacte frittee, produit compact fritte poudreux, et dispositif d'utilisation de ce produit compact fritte poudreux
US7288222B2 (en) 2000-03-31 2007-10-30 Toto Ltd. Method of producing a carbide sintered compact

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