JPH09111528A

JPH09111528A - ヘルメット

Info

Publication number: JPH09111528A
Application number: JP27006495A
Authority: JP
Inventors: Akira Nishimura; 明西村; Seishiro Ichikawa; 征四郎市川; Ikuo Horibe; 郁夫堀部
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1995-10-18
Filing date: 1995-10-18
Publication date: 1997-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】帽体を特定な補強繊維、補強繊維材料および積
層構成とするＦＲＰにすることにより、安全性を確保し
ながら軽量でかつ意匠性に富むヘルメットを提供する。【解決手段】補強繊維材料を透明または半透明性を示す
樹脂で強化してなる繊維強化プラスチック製帽体と、こ
の内側に配置した衝撃吸収体を有するヘルメットにおい
て、補強繊維材料は、樹脂含浸状態で透明または半透明
性を示す補強繊維からなるマット状物と、半透明性また
は不透明性を示す補強繊維織物からなり、帽体の少なく
とも外表面側にマット状物が位置し、内側に補強繊維織
物が位置し、該補強繊維織物の意匠が帽体の外表面側か
ら視認されることを特徴とするヘルメット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は繊維強化プラスチッ
ク（以下、ＦＲＰとも言う。）製殻体を含む帽体を有す
るヘルメットに関し、とくに、意匠性に優れ、軽量、高
強度、高耐貫通衝撃性などの特性が要求される場合に用
いて好適な安全帽としてのヘルメットに関する。

【０００２】

【従来の技術】鉱山、工場や土木建築分野などで頭部を
保護するため、安全帽としてのヘルメットが着用されて
いる。これら現場は、往々にして作業環境が悪いが、安
全を確保するため、帽子の着用が義務づけられている。
ところが、ヘルメットはもともと人間の本能を束縛する
ものであり、着用者の不快感も大きくなる。したがっ
て、ヘルメットは軽くて、意匠性に富むと、着用にあた
って、これら抵抗感も和らぐのである。

【０００３】また、自動二輪車などの乗車用のヘルメッ
トは、長時間前屈みの状態でヘルメットを着用するか
ら、首にかかる負担が大きく、耐衝撃性の要求値を満た
して、かつ軽いヘルメットが望まれている。

【０００４】ところで、直接的に貫通衝撃から頭部を保
護するにあたって大きな役割を担う帽体は、経済性の点
から、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレ
ン樹脂などの熱可塑性樹脂を射出成形して製造されてい
る。熱可塑性樹脂は他の樹脂、たとえば熱硬化性樹脂に
比べ衝撃特性に優れているとはいえ、着色剤としての顔
料の多量の添加による衝撃特性の低下や、荷重を支える
のは樹脂単体であるため、想定される頭部を保護するに
はかなり帽体を肉厚にしなければならず、また紫外線劣
化による長期安定性に欠けるため、帽体の肉厚を厚くし
なければならず、重くなっている。その結果、安全帽も
重くなっている。

【０００５】また、ガラス繊維を５０ｍｍ程度に切断し
ながらバインダーとともに吹き付け、帽体の形に予備賦
形したプリフォームを作製し、これを金型にセットし、
シロップ状の熱硬化性樹脂を投入して加熱・加圧し、樹
脂を硬化させる方法でも帽体が作られている。樹脂単体
の帽体とは異なり、強化繊維としてのガラス長繊維が入
っているので耐衝撃性能は向上し、また、使用される樹
脂によっては紫外線劣化もほとんど無いので、樹脂単体
の帽体よりは薄く、また軽くなっている。しかしなが
ら、ガラス繊維は引張弾性率が小さいので、軽くするた
め薄くすると帽体の剛性が小さくなってしまう。また、
強化繊維は長繊維とはいえ切断されており、衝撃的な荷
重を支えるには限度があるし、熱可塑性樹脂からなる帽
体と同様、着色剤としての、多量の顔料の使用によりＦ
ＲＰの衝撃特性が低下するので、帽体を肉厚にしなけれ
ばならず、結果的には帽体は重いものとなっている。

【０００６】また、これらの着色による仕上げは、単に
表面光沢があるだけで、その光沢には深みは無く品位の
ある光沢とはいい難い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
現状に着目し、とくにＦＲＰ製殻体を含む帽体を有する
ヘルメットにおいて、該帽体を特定な補強繊維、補強繊
維材料および積層構成とするＦＲＰにすることにより、
安全性を確保しながら軽量でかつ意匠性に富むヘルメッ
トを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明のヘルメットは、次の構成からなる。すなわち、（１）補強繊維材料を透明または半透明性を示す樹脂で
強化してなる繊維強化プラスチック製帽体と、この内側
に配置した衝撃吸収体を有するヘルメットにおいて、補
強繊維材料は、樹脂含浸状態で透明または半透明性を示
す補強繊維からなるマット状物と、半透明性または不透
明性を示す補強繊維織物からなり、帽体の少なくとも外
表面側にマット状物が位置し、内側に補強繊維織物が位
置し、該補強繊維織物の意匠が帽体の外表面側から視認
されることを特徴とするヘルメット。

【０００９】（２）前記樹脂が透明または半透明性を示
す着色樹脂であることを特徴とする前記（１）に記載の
ヘルメット。

【００１０】（３）樹脂のなかに、樹脂重量に対して着
色剤の添加量が３重量％以下であることを特徴とする前
記（１）または（２）に記載のヘルメット。

【００１１】（４）帽体の内面表面のみが着色されてい
ることを特徴とする前記（１）ないし（３）のいずれか
に記載のヘルメット。

【００１２】（５）帽体の外面表面がシボ加工されてな
ることを特徴とする前記（１）ないし（４）のいずれか
に記載のヘルメット。

【００１３】（６）安全帽であることを特徴とする前記
（１）ないし（５）のいずれかに記載のヘルメット。

【００１４】（７）帽体の外表面側にマット状物が積層
され、帽体全面に積層された少なくとも１層の補強繊維
織物の組み合わせからなることを特徴とする前記（６）
に記載のヘルメット。

【００１５】（８）帽体重量が１２０〜２１０ｇである
ことを特徴とする前記（６）または（７）に記載のヘル
メット。

【００１６】（９）天頂部における帽体の厚さが１．４
〜２．２ｍｍであることを特徴とする前記（６）ないし
（８）のいずれかに記載のヘルメット。

【００１７】（１０）前記マット状物の目付が１００〜
５００ｇ／ｍ²、前記補強繊維織物の目付が１５０〜４
００ｇ／ｍ²であることを特徴とする前記（１）ないし
（９）のいずれかに記載のヘルメット。

【００１８】（１１）前記マット状物がガラス繊維から
なるストランド・マットであるあることを特徴とする前
記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のヘルメッ
ト。

【００１９】（１２）前記補強繊維織物は深絞り成形さ
れて、帽体の全面に切れ目なく積層されていることを特
徴とする前記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の
ヘルメット。

【００２０】（１３）前記帽体の天頂部が、さらに部分
的に補強繊維織物で補強されていることを特徴とする前
記（１）ないし（１２）のいずれかに記載のヘルメッ
ト。

【００２１】（１４）前記織物の補強繊維が炭素繊維で
あることを特徴とする前記（１）ないし（１３）のいず
れかに記載のヘルメット。

【００２２】（１５）前記補強繊維織物が、引張弾性率
が２×１０⁵ Ｎ／ｍｍ² 以上で、かつ、破壊歪みエ
ネルギーが４０ｍｍ・Ｎ／ｍｍ³以上の高靭牲炭素繊維
で構成されてなることを特徴とする前記（１）ないし
（１４）のいずれかに記載のヘルメット。

【００２３】（１６）前記補強繊維織物は、多数本の補
強繊維からなる撚のない、糸幅が３〜１６ｍｍ、糸幅／
厚み比が２０以上の扁平な炭素繊維糸をたて糸およびよ
こ糸とする２方向性の織物であることを特徴とする前記
（１）ないし（１４）のいずれかに記載のヘルメット。

【００２４】（１７）前記補強繊維織物のカバーファク
ターが９０％以上であることを特徴とする前記（１６に
記載のヘルメット。

【００２５】（１８）前記樹脂は不飽和ポリエステル樹
脂またはビニルエステル樹脂であることを特徴とする前
記（１）ないし（１７）のいずれかに記載のヘルメッ
ト。

【００２６】（１９）前記衝撃吸収体が発泡スチロー
ル、ゴム、スポンジなどからなる衝撃吸収ライナーであ
ることを特徴とする前記（１）ないし（１８）のいずれ
かに記載のヘルメット。

【００２７】（２０）前記衝撃吸収体はハンモック、ヘ
ッドバンド、環ひもなどの装着体であることを特徴とす
る前記（１）ないし（１８）のいずれかに記載のヘルメ
ット。

【００２８】（２１）前記衝撃吸収体の内側に、ハンモ
ック、ヘッドバンド、環ひもなどの装着体が配置されて
いることを特徴とする前記（１）ないし（１８）のいず
れかに記載のヘルメット。

【００２９】（２２）前記繊維強化プラスチック製帽体
の側部に、複数の通気孔を設けてなることを特徴とする
前記（１）ないし（２１）のいずれかに記載のヘルメッ
ト。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面などを参照に
しながら詳細に説明する。

【００３１】図１は、本発明の一実施例に係るヘルメッ
ト全体の縦断面図である。

【００３２】図１において、１はヘルメット全体を示し
ており、２はＦＲＰ製帽体を示している。帽体の内側に
は、衝撃吸収体としての衝撃吸収ライナー３が配置され
ている。ライナー３の内側には、ハンモック４、ヘッド
バンド５、環ひも６からなる装着体が設けられており、
ヘッドバンド５にはあごひも７が接続されている。

【００３３】図２は、本発明のヘルメットを構成する一
実施例に係るＦＲＰ製帽体２の断面図を示しており、Ｆ
ＲＰ製帽体２は２種類の補強繊維材料からなり、帽体の
全面に積層されている、樹脂含浸状態で透明性または半
透明性を示す補強繊維からなるマット状物８と、樹脂含
浸状態で半透明性または不透明性を示す補強繊維織物９
と、天頂部の部分に配置された補強繊維織物１０から構
成されている。そしてマット状物８は帽体２の外表面側
に積層されている。

【００３４】本発明に用いるマット状物の補強繊維は、
樹脂含浸状態で透明性または半透明性を示す繊維であ
り、樹脂と光の屈折率が同程度の繊維が好ましい。その
ような繊維としては、ガラス繊維、ビニロン繊維、ポリ
プロピレン繊維やポリエチレン繊維などがあるが、最も
透明性に優れ、成形後のバリ取りや穴開け加工が容易
で、また強度および弾性率に優れるガラス繊維が好まし
い。

【００３５】マット状物の形態は、切断された単繊維を
繊維配向がランダムになるように分散し、バインダーや
ニードルパンチングなどで一体化したものであってもよ
いが、ストランドを１／２〜２インチ程度に切断しなが
らバインダーとともに、繊維配向がランダムになるよう
吹き付け、成形品の形にあらかじめ予備賦形したプリフ
ォームや、平面に吹き付けてシート状にしたチョップド
・ストランド・マットであってよいし、連続しているス
トランドをループ状に配列し、バインダーで形態固定し
たコンティニュアス・ストランド・マットであってもよ
い。

【００３６】マット状物が樹脂の硬化収縮により、ＦＲ
Ｐの表面が凸凹になるのを防ぎ、表面を平滑にするた
め、マット状物のストランドの太さは細いものがよく、
２００〜５００デニール程度が好ましい。

【００３７】また、ＦＲＰ製帽体の重量を軽くし、帽体
の表面を平滑にするため、成形に使用するマット状物の
目付は、好ましくは１００〜５００ｇ／ｍ²である。マ
ット状物の目付が１００ｇ／ｍ²より小さいと、マット
層が薄くなり、またはストランドが存在しない空隙部が
大きくなるので補強繊維織物を構成する織糸の屈曲によ
るＦＲＰ表面の凹凸の防止がしにくくなる。またマット
状物の目付が５００ｇ／ｍ²を越えると、帽体重量を小
さくするためには、耐衝撃性に勝る補強繊維織物の目付
を小さくすることが必要となり、補強繊維織物による衝
撃エネルギー吸収量が少なくなったり、また、補強繊維
織物のたて糸とよこ糸の交錯が甘くなるので、貫通衝撃
性が悪くなる。

【００３８】本発明に使用する補強繊維織物は樹脂含浸
状態で半透明または不透明となる補強繊維からなるもの
で、このような繊維としては、色調が黒の炭素繊維なら
びに色調が黄のポリアラミド繊維などがある。なかで
も、炭素繊維は強度および引張弾性率に優れ、成形後の
バリ取りや穴開け加工が容易で、烏の黒に似た、意匠性
に優れた色調を有するということで好ましく用いられ
る。

【００３９】また、織物は通常の補強繊維織物であって
よいが、多数本の補強繊維からなる撚のない、糸幅が３
〜１６ｍｍ、糸幅／厚み比が２０以上の扁平な補強繊維
糸をたて糸およびよこ糸する２方向性の織物を使用する
と、織物を構成する織糸の屈曲によるＦＲＰ表面の凹凸
を防止することができ、また、絞り成形に伴う織物の剪
断変形量も大きくなるので、ＦＲＰ製帽体の深絞り成形
による織物の皺が発生するようなことはなく、織物を帽
体の全面に切れ目なく積層する、つまり織物を構成する
補強繊維を連続的に帽体の曲面の全体に配向させること
が可能となるので好ましい。ＦＲＰ製帽体に補強繊維が
連続的に配列しているから、わずかな繊維量で十分な補
強効果が発揮できて、衝撃荷重を支えることができるの
である。また、織物を全面に切れ目なく積層すると、織
物の重なりによる凹凸を防止することができる。

【００４０】上述した補強繊維織物のカバーファクター
は９０％以上であることが好ましい。カバーファクター
の大きな補強繊維織物を用いてＦＲＰ製帽体を成形する
と、均一な成形品が得られ、樹脂中にボイドが入った
り、応力が集中するような繊維分散むらが発生しにくく
なる。また、たて糸とよこ糸の交錯による抵抗が大きく
なり、耐貫通衝撃性が向上する。

【００４１】カバーファクターＣｆ（％）とは、織糸間
に形成される空隙部の大きさに関係する要素で、織物上
に面積Ｓ₁の領域を設定したとき、面積Ｓ₁内において
織糸に形成される空隙部の面積をＳ₂とすると、次式で
定義される値をいう。

【００４２】カバーファクターＣｆ（％）＝〔（Ｓ₁−
Ｓ₂）／Ｓ₁〕×１００また、成形に使用する補強繊維織物の目付は、耐衝撃性
に優れ、表面平滑性が良く、ＦＲＰ製帽体の重量を軽く
する点から１５０〜４００ｇ／ｍ²の範囲とすることが
好ましい。

【００４３】なお、炭素繊維といっても、種々の特性を
有する炭素繊維が存在するが、引張弾性率が２×１０⁵
Ｎ／ｍｍ² 以上で、かつ破壊歪みエネルギーが４０
ｍｍ・Ｎ／ｍｍ³以上の高靭牲炭素繊維を使用すると好
ましい。このような、高破壊歪みエネルギーの炭素繊維
を使用することにより、成形されるＦＲＰの耐貫通衝撃
性が向上し、局部的な外力に対して強いヘルメット帽体
が得られるのである。炭素繊維の引張強度としては、
４．５×１０³Ｎ／ｍｍ²以上であることが好ましく、
これによって、成形されるＦＲＰの強度が確保される。

【００４４】上記において、引張弾性率はＪＩＳ−Ｒ７
６０１に準拠して測定されるものである。破壊歪みエネ
ルギー（ｗ）は、ＪＩＳ−Ｒ７６０１に準拠して測定さ
れた引張強度をσ（Ｎ／ｍｍ²）、上記引張弾性率をＥ
（Ｎ／ｍｍ²）としたとき、式、ｗ＝σ²／２Ｅで定義されるものである。

【００４５】また、ガラス繊維は、引張弾性率が７．２
５×１０⁴ Ｎ／ｍｍ²、引張強度が３．４×１０³
Ｎ／ｍｍ²の通常のＥ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＧｌａ
ｓｓ）ガラス繊維であってよいが、引張弾性率が７．８
〜８．８×１０⁴ Ｎ／ｍｍ²、引張強度が３．４〜
４．９×１０³ Ｎ／ｍｍ²などの高強度、高弾性率の
ガラス繊維であってもよい。

【００４６】マット状物の補強繊維としてガラス繊維、
織物の補強繊維として炭素繊維を用いると、機械的な特
性の異なる２種類の繊維を使用することになるから、Ｆ
ＲＰにすると衝撃に伴うエネルギーの吸収量が大きくな
る。すなわち、帽体に衝撃が加わると、衝撃箇所で樹脂
の破壊と同時に破断伸度の小さな炭素繊維がまず破断す
るが、弾性率がガラス繊維に比べ高いので、衝撃エネル
ギーを多く吸収する。破断伸度の異なる２種類の繊維が
存在しているので、衝撃により破壊は一気には進まず、
炭素繊維が破断して後、次に伸度の大きなガラス繊維が
破断するから、衝撃に伴うエネルギーを有効にＦＲＰ製
殻体が吸収することができる。

【００４７】本発明に使用する樹脂は、硬化または固化
状態で透明性または半透明性を示す樹脂であって、熱硬
化性樹脂や熱可塑性樹脂であってよい。なかでも、不飽
和ポリエステル樹脂およびビニルエステル樹脂は透明性
に優れるので、ＦＲＰにして炭素繊維の、烏の黒に近い
色相をあますことなく発現させることが出来、好まし
い。

【００４８】本発明に使用する着色剤は染料または顔料
であってよい。染料は鮮明で透明性に優れているが、
熱、光および硬化剤の種類によって不安定であり、たと
えば、屋外で使用されるＦＲＰ成形品には紫外線劣化が
あってはならず、耐候性に優れる顔料を選択するとよ
い。また、顔料は有機顔料と無機顔料が用いられるが、
有機顔料は一般に耐候性に劣るので無機顔料が好ましく
用いられる。白の色調には、顔料として酸化チタンが、
黄の色調には顔料としてベンジンイエロー、カドミウム
イエロー、チタニュウムイエロー、黄鉛１０Ｇ、５Ｇ、
Ｇ、ハンザイエロー、およびニッケルアゾイエローが、
橙の色調には、顔料としてモリブデートオレンジ、黄鉛
Ｒ、ベンジンオレンジ、カドミウムオレンジおよびカド
ミウムスル・ホセレナイドオレンジが、赤の色調には、
顔料としてカドミウムレッド、弁柄、ウォッチングレッ
ド、カーミンＦＢ，ボルドー、マルーンおよびキナグリ
ドングレッド、紫の色調には、顔料としてコバルトバイ
オレッドおよびキナグリドンレッド、緑の色調には、顔
料としてフタロシアニングリーン、クロムグリーンおよ
びクロムオキシドグリーン、青の色調には、顔料として
群青、コバルトブルー、フタロシアニンブルー、ウルト
ラマリーンおよびアイアンブルー、黒の色調には、顔料
としてカーボンブラックおよび鉄黒、銀の色調には、顔
料としてアルミ粉、金の色調には、顔料としてブロンズ
粉などが用いられる。なかでも、炭素繊維の色相に近
い、青、黒の色調の顔料を用いるとＦＲＰ成形品の高級
感が強調されるので、好ましい。

【００４９】これらは、貯蔵性、樹脂への相溶性、顔料
の分散性などの点から、モノマー、低粘度不飽和アルキ
ド、不飽和ポリエステルなどの展色料と組み合わせても
よい。

【００５０】また、上記顔料と、硫酸バリュウム、三酸
化アンチモンなどの体質顔料を併用することがあってよ
い。また、硫化亜鉛、硫化亜鉛カドミウムなどの無機蛍
光顔料また有機蛍光染料や天然あるいは炭酸鉛が主成分
の合成パールエッセンスなども使用することができる。

【００５１】樹脂への着色剤の添加量は、樹脂含浸状態
でマット状物を通して、補強繊維織物が視認できる量で
十分であり、着色剤の色調、樹脂の種類およびマツトＦ
ＲＰ層の厚みによっても異なるが、樹脂重量に対して
３．０重量％以下であることが好ましい。より好ましく
は０．１〜１．０重量％である。また、色調の異なる顔
料や染料を適宜混合してもよい。

【００５２】着色剤の添加量が３重量％より多くなる
と、マット状物からなるＦＲＰを通して、補強繊維織物
の意匠が見えにくくなることがあったり、また、樹脂の
中に異物が存在することになるので、異物によって樹脂
に応力集中が発生し、樹脂の引張破壊伸度が低下するこ
とがある。このような、破壊伸度の小さな樹脂で成形さ
れた帽体に応力が働くと、まず異物付近の樹脂から帽体
の破壊が始まり、樹脂による衝撃の吸収が少なくなり、
帽体の耐衝撃性が低下することになる。

【００５３】着色剤の添加量が１重量％以下であると、
樹脂は色がついているが、樹脂の透明度が大きくなり、
マット状物からなるＦＲＰを通して、補強繊維織物の意
匠が鮮明に見え、より高級感を発揮させることができ
る。

【００５４】本発明のＦＲＰ製帽体におけるマット状物
からなるＦＲＰ層の厚さは０．１ｍｍ〜１．０ｍｍが好
ましい。０．１ｍｍ以下であると透明または半透明を示
すマットＦＲＰ層による光沢が浅くなってしまう。ま
た、マットＦＲＰ層は深みのある光沢を得るための役割
のみならず、同時にＦＲＰの補強も役割とするが、マッ
トＦＲＰの厚さが１．０ｍｍ以上になると、補強繊維織
物の意匠が見えにくくなるし、マットＦＲＰ層重量が大
きくなり、軽い帽体が得られない。

【００５５】ＦＲＰ性帽体におけるマット状物の厚さは
０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであると、深みのある光沢が得
られ、かつ軽量な帽体となる。

【００５６】なお、本発明におけるマット状物層の厚さ
とは、ＦＲＰ製帽体の断面を顕微鏡で観察し、帽体の表
面から補強繊維織物層までの厚さを指し、織糸のクリン
プによる織物層の凹凸に対しては、帽体の表面から織物
の帽体表面側表面の凸部と凸部の頂点を結ぶ線までの距
離を指す。

【００５７】本発明の帽体の表面は、意匠の点から光沢
のある鏡面状態であるが、しぼ加工し、光沢のない状態
であってもよい。しぼ加工されていると、たとえ、擦過
や引掻きによる傷がついても、帽体の表面に当たる光は
乱反射するので、傷が見えにくくなり、長期間使用して
も意匠性が損なわれることはない。

【００５８】しぼは、たとえば、金型表面に梨地調の凹
凸模様をつけておき、成形によりこの模様をＦＲＰに転
写することによって得られる。

【００５９】ＦＲＰ製帽体が薄くて、炭素繊維層の糸の
隙間が透視されて、商品価値を低下させるようなときに
は、帽体の裏面表面に、たとえば塗料などで半透明性ま
たは不透明性の着色層を適宜付与することができる。

【００６０】本発明のヘルメットは、乗車用ヘルメット
や作業用安全帽であり、とくに限定されないが、以下安
全帽について詳細に説明する。

【００６１】本発明の安全帽は、１２０〜２１０ｇのＦ
ＲＰ帽体と、この内側に配置した衝撃吸収体とを有し、
帽体の外側に積層されたマット状物と帽体の全面に積層
された少なくとも１層の補強繊維織物の組み合わせから
なっている。

【００６２】本発明のＦＲＰ製帽体の重量とは、必要に
応じて帽体の裏面表面に、塗料などで付与される着色層
を含み、帽体に設けた装着体の取付け穴部や通気孔部の
ＦＲＰ重量を除いた重量をいう。つまり、安全帽から発
泡スチロール、ゴム、スポンジ等の衝撃吸収ライナーや
ハンモック、ヘッドバンド、環ひもなどの装着体を取り
除いた重量である。

【００６３】帽体の重量が１２０ｇ以下になると、貫通
衝撃により落下物が帽体を突き抜けたり、衝撃吸収性が
悪くなったり、また、帽体の剛性が小さくなるため、外
力による変形量が大きくなり、不安定なものとなってし
まう。また、帽体の重量が２１０ｇ以上になると、耐貫
通衝撃性や衝撃吸収性能は十分となり、帽体の剛性も大
きくなり安定した帽体となるが、重いので着用者の不快
感が大きくなる。

【００６４】また、本発明における安全帽の帽体天頂部
付近の肉厚は１．４〜２．２ｍｍが好ましい。１．４ｍ
ｍ以下であると、ＪＩＳに定められた耐貫通衝撃性を確
保することが困難となるし、たとえ使用前の試験に合格
していても、帽体が薄いので使用中の傷によって耐貫通
衝撃性が著しく低下していることがある。一方、２．２
ｍｍ以上であると、耐貫通衝撃性は良いが、帽体、すな
わち安全帽が重くなり、長時間着用していると疲労感が
大きくなる。なお、本発明において天頂部付近の肉厚と
は、帽体の最も高い天頂部を中心にして半径が５ｃｍの
円によって囲まれる帽体で、ランダムに測定したｎ＝１
０の平均値をさす。

【００６５】さて、物体が上部から落下すると、安全帽
の天頂部に当たる確率が最も大きい。したがって、天頂
部を他の部分に比べ、補強繊維織物の積層枚数を１〜２
枚多くし、ＦＲＰ製帽体の肉厚を大きくしておくと、安
全帽の安全が確保されて、かつ軽い帽体が得られるので
ある。天頂部を、さらに部分的に織物で補強するにあた
って、積層する場所は、ほぼ天頂部の中心位置に、円形
や矩形に裁断した、面積が１００〜６００ｃｍ²程度の
織物が積層されるようにすればよい。なお、帽体の全面
に積層される補強繊維織物と必ずしも同じ織物である必
要はなく、補強繊維の種類が異なる織物であったり、単
位面積当たり重量が異なる織物であってもよい。

【００６６】補強繊維材料の積層は、マット状物を帽体
の外表面側となるようなるように外層に積層し、ついで
補強繊維織物の全面積層、部分的積層するとよい。補強
繊維織物の帽体に対する繊維配向は、特に限定するもの
ではないが、２方向配列している補強繊維の方向が帽体
の前後方向と、左右の側部方向になるようにすれば、帽
体の横方向の剛性が大きくなるので好ましい。また、外
表面は内面に比べて美観が要求されるので、外層をマッ
ト状物にすると、織糸の屈曲による凹凸があっても、マ
ット層の介在により、ＦＲＰにすると織糸の屈曲による
凹凸が外表面に現れず、平滑になるのである。

【００６７】また、炭素繊維織物の織り模様ならびに烏
の黒色を余すところなく発現させようとする場合、織糸
の屈曲による凹凸が見えにくい織物の種類を選択し、全
面積層の炭素繊維織物を帽体の外表面側になるように外
層に、マット状物が内側になるように積層してもよい。

【００６８】図３は、帽体の成形に用いるプリフォーム
１１の一実施例であり、１部が破断した概略斜視図を示
している。

【００６９】プリフォームは全面を覆う補強繊維織物９
とコンティニュアス・ストランド・マット８からなり、
プリフォームの凸部の外層部から第１層目はコンティニ
ュアス・ストランド・マット８、第２層目は補強繊維織
物９である。コンティニュアス・ストランド・マットお
よび補強繊維織物に皺が入ることはなくて、切れ目がな
くて一体に半球状のプリフォームの全面を覆っている。
第２層目の次に第３層目の補強繊維織物１０が積層され
ており、第３層目の織物は、プリフォームの凸部付近に
部分的に入っており、第２層目の繊維配向に対して４５
度ずれるように斜め方向に積層されている。

【００７０】補強繊維織物は平組織の織物で、プリフォ
ームに賦形する前は、そのたて糸とよこ糸は９０度の交
角をもって製織されているが、深絞り成形されたプリフ
ォームにあっては、各織糸が深絞りによって目ずれし、
交角θが小さくなり２０〜６０度程度になる。補強繊維
からなる撚のない、糸幅が３〜１６ｍｍ、糸幅／厚み比
が２０以上の扁平な補強繊維糸をたて糸およびよこ糸す
る２方向性の織物であれば、交角θを２０〜６０度程度
に目ずれさせることができ、織物に切れ目を入れずし
て、帽体の形状に賦形することが可能となるのである。

【００７１】本発明のＦＲＰ製帽体は、たとえば、帽体
の形に賦形された、マット状物や補強繊維織物などの補
強繊維材料をマット状物が外層になるように積層したも
のを加熱された金型に入れ、これにシロップ状の、不飽
和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂やエポキシ樹
脂などの熱硬化性樹脂を入れ、加圧することによって樹
脂含浸、脱泡し、樹脂を硬化させることによって成形さ
れる。

【００７２】また、ＦＲＰ製帽体の側部に、湿気による
ムレ感を少なくするため複数の通気孔を設けることがで
きる。通気孔の大きさは、直径が６ｍｍ以下、または１
個の面積が３０ｍｍ²以下とし、１側面での孔の合計面
積は１６０ｍｍ²以下、両側面での合計面積は３２０ｍ
ｍ²以下で、互いに近接しないように設ければよい。Ｆ
ＲＰには織物の連続繊維が配列しているので、通気孔を
設けることによる衝撃特性の低下はほとんど認められな
い。

【００７３】本発明の安全帽体は、ＦＲＰ製帽体の内側
に衝撃吸収体を有している。この衝撃吸収体は、衝撃力
を適切に吸収し人体頭部を適切に保護できる材質、たと
えば発泡スチロールや弾力性を有するゴム、スポンジ等
から構成され、衝撃吸収ライナーとして帽体の内側に装
着される。また、衝撃吸収ライナーを使用せず、ハンモ
ック、ヘッドバンド、環ひもなどの装着体で衝撃を吸収
する構成であってもよい。

【００７４】また、この衝撃吸収ライナの内側には、ハ
ンモック、ヘッドバンド、環ひもなどの装着体が配置さ
れる。

【００７５】

【実施例】

実施例１〜５Ｅガラス繊維の２２５デニールのストランドからなる、
目付が２２５ｇ／ｍ²のコンティニュアス・ストランド
・マットを４５ｃｍ×４５ｃｍの正方形に裁断した。ま
た、東レ（株）製炭素繊維“トレカ”、１２，０００フ
イラメント糸（引張弾性率が２．３×１０⁵ Ｎ／ｍｍ
²、破壊歪みエネルギーが５０ｍｍ・Ｎ／ｍｍ³の高靭
牲炭素繊維）をたてとよこの２方向に使用した目付が３
００ｇ／ｍ²の平組織の２方向性扁平炭素繊維織物（炭
素繊維織糸の撚数が零、たて糸の糸幅が５．０ｍｍ、よ
こ糸の糸幅が５．１ｍｍ、たて糸の糸幅／厚み＝３１、
よこ糸の糸幅／厚み＝３２）を４５ｃｍ×４５ｃｍと１
５ｃｍ×１５ｃｍの正方形に裁断した。この裁断した、
帽体の全面補強用の４５ｃｍ角のマットと織物をお互い
の辺が一致するように各１枚ずつ重ね、さらに４５ｃｍ
角の織物の上に、天頂部補強用の１５ｃｍ角の織物１枚
を、その中心が帽体のほぼ中心となるように、かつ交差
角が４５度になるように積層した。これら積層体をマッ
トが帽体の外側、織物が帽体の内側になるように、ま
た、炭素繊維の方向が帽体の前後方向と左右に側部方向
に配列するように帽体形状に賦形してプリフォームを作
製した。ついで、このプリフォームを１２０℃に加熱し
たメス金型にセットし、シロップ状のビニルエステル樹
脂を所定量投入して型締めした。樹脂を硬化させた後、
ＦＲＰ製帽体を取りだした。

【００７６】同様にして、着色剤として青の色調の顔料
をビニルエステル樹脂に対して、０％（実施例１）、
０．５重量％（実施例２）、１．５重量％（実施例
３）、および黄の色調の顔料を０．５重量％（実施例
４）、２．０重量％（実施例５）添加した、各々の着色
剤添加のＦＲＰ製帽体を成形した。

【００７７】成形されたＦＲＰ製帽体の観察結果、重量
および天頂部付近の帽体の肉厚の測定結果帽体に所定の
装着体を取り付けて、ＪＩＳＴ８１３１の測定法に基
づく耐貫通性および衝撃吸収性の試験結果を表１に示し
た。

【００７８】帽体の表面は平滑であり、透明または半透
明のマットＦＲＰ層を通して、炭素繊維織物の、烏色に
近い黒および織り目模様が観察され、また適度に着色さ
れ意匠性に富んでいた。また、いずれの帽体も、着色剤
の使用が少量であることもあって、着色剤が衝撃特性に
悪影響することはなく耐貫通性に合格し、人頭模型の受
ける衝撃力は、規定値の５００ｋｇをはるかに下回り、
衝撃吸収性試験にも合格した。

【００７９】本発明のＦＲＰ製帽体の重量は１７０ｇと
軽く、塗装しなくとも商品化値があるので、塗装による
重量増加がなく非常に軽い安全帽が得られる。

【００８０】

【表１】

【００８１】

【発明の効果】本発明のＦＲＰ製ヘルメットは着色さ
れ、かつ、厚みのある、透明または半透明のマットＦＲ
Ｐ層を通して意匠性に優れる補強繊維織物が観察され
る。したがって、真珠の如く深みのある光沢となり、な
んともいいがたい意匠をかもしだす。

【００８２】また、本発明のＦＲＰ製ヘルメットは、塗
装の必要がなく、ゲルコート層がなくとも高級感を出せ
るので、極めて安価にかつ軽い帽体を製造することがで
きる。

【００８３】さらにまた、着色材の添加量が少なく、表
面研削よる補強繊維の切断もないので、機械的特性や、
耐衝撃性に優れるＦＲＰ製ヘルメットとすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るヘルメット全体の一部
断面図である。

【図２】本発明のヘルメットを構成する一実施例に係る
ＦＲＰ製帽体の断面図である。

【図３】本発明の一実施例に係る帽体の成形に用いるプ
リフォームの１部が破断した概略斜視図である。

【符号の説明】

１：ヘルメット２：ＦＲＰ製帽体３：衝撃吸収ライナー４：ハンモック５：ヘッドバンド６：環ひも７：あごひも８：コンティニュアス・ストランド・マット９：補強繊維織物１０：補強繊維織物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】補強繊維材料を透明または半透明性を示す
樹脂で強化してなる繊維強化プラスチック製帽体と、こ
の内側に配置した衝撃吸収体を有するヘルメットにおい
て、補強繊維材料は、樹脂含浸状態で透明または半透明
性を示す補強繊維からなるマット状物と、半透明性また
は不透明性を示す補強繊維織物からなり、帽体の少なく
とも外表面側にマット状物が位置し、内側に補強繊維織
物が位置し、該補強繊維織物の意匠が帽体の外表面側か
ら視認されることを特徴とするヘルメット。
【請求項２】前記樹脂が透明または半透明性を示す着色
樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のヘルメッ
ト。
【請求項３】樹脂のなかに、樹脂重量に対して着色剤の
添加量が３重量％以下であることを特徴とする請求項１
または２に記載のヘルメット。
【請求項４】帽体の内面表面のみが着色されていること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のヘル
メット。
【請求項５】帽体の外面表面がシボ加工されてなること
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のヘル
メット。
【請求項６】安全帽であることを特徴とする請求項１な
いし５のいずれかに記載のヘルメット。
【請求項７】帽体の外表面側にマット状物が積層され、
帽体全面に積層された少なくとも１層の補強繊維織物の
組み合わせからなることを特徴とする請求項６に記載の
ヘルメット。
【請求項８】帽体重量が１２０〜２１０ｇであることを
特徴とする請求項６または７に記載のヘルメット。
【請求項９】天頂部における帽体の厚さが１．４〜２．
２ｍｍであることを特徴とする請求項６ないし８のいず
れかに記載のヘルメット。
【請求項１０】前記マット状物の目付が１００〜５００
ｇ／ｍ²、前記補強繊維織物の目付が１５０〜４００ｇ
／ｍ²であることを特徴とする請求項１ないし９のいず
れかに記載のヘルメット。
【請求項１１】前記マット状物がガラス繊維からなるス
トランド・マットであるあることを特徴とする請求項１
ないし１０のいずれかに記載のヘルメット。
【請求項１２】前記補強繊維織物は深絞り成形されて、
帽体の全面に切れ目なく積層されていることを特徴とす
る請求項１ないし１１のいずれかに記載のヘルメット。
【請求項１３】前記帽体の天頂部が、さらに部分的に補
強繊維織物で補強されていることを特徴とする請求項１
ないし１２のいずれかに記載のヘルメット。
【請求項１４】前記織物の補強繊維が炭素繊維であるこ
とを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の
ヘルメット。
【請求項１５】前記補強繊維織物が、引張弾性率が２×
１０⁵ Ｎ／ｍｍ²以上で、かつ、破壊歪みエネルギー
が４０ｍｍ・Ｎ／ｍｍ³以上の高靭牲炭素繊維で構成さ
れてなることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれ
かに記載のヘルメット。
【請求項１６】前記補強繊維織物は、多数本の補強繊維
からなる撚のない、糸幅が３〜１６ｍｍ、糸幅／厚み比
が２０以上の扁平な炭素繊維糸をたて糸およびよこ糸と
する２方向性の織物であることを特徴とする請求項１な
いし１４のいずれかに記載のヘルメット。
【請求項１７】前記補強繊維織物のカバーファクターが
９０％以上であることを特徴とする請求項１６に記載の
ヘルメット。
【請求項１８】前記樹脂は不飽和ポリエステル樹脂また
はビニルエステル樹脂であることを特徴とする請求項１
ないし１７のいずれかに記載のヘルメット。
【請求項１９】前記衝撃吸収体が発泡スチロール、ゴ
ム、スポンジなどからなる衝撃吸収ライナーであること
を特徴とする請求項１ないし１８のいずれかに記載のヘ
ルメット。
【請求項２０】前記衝撃吸収体はハンモック、ヘッドバ
ンド、環ひもなどの装着体であることを特徴とする請求
項１ないし１８のいずれかに記載のヘルメット。
【請求項２１】前記衝撃吸収体の内側に、ハンモック、
ヘッドバンド、環ひもなどの装着体が配置されているこ
とを特徴とする請求項１ないし１８のいずれかに記載の
ヘルメット。
【請求項２２】前記繊維強化プラスチック製帽体の側部
に、複数の通気孔を設けてなることを特徴とする請求項
１ないし２１のいずれかに記載のヘルメット。