JP3032140B2 - Composite molding - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、曲面形状の高強度繊維
強化プラスチック（以下、ＡＣＭという）の表面に裏面
がＡＣＭの曲面形状と同一形状で表面が平面であるセラ
ミックス（以下ブリッジ型セラミックスという）を所定
数量組合せ配列し、接着、固定する際に成形物の中心部
にセラミックスの継ぎ目を無くすことにより、中心を目
標に飛来して来た高速物体の衝撃を受けた場合でも、セ
ラミックスの平面で受ける為、エネルギー吸収力が継ぎ
目部分よりも大きくなり、より優れた耐衝撃性を持つ様
にセラミックスを配列した複合成形物に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a high-strength fiber-reinforced plastic (hereinafter, referred to as ACM) having a curved surface and a ceramic having a back surface which is the same as the curved shape of the ACM and a flat surface (hereinafter referred to as a bridge type ceramic). ) Is arranged in a predetermined number of combinations, and when bonding and fixing, by eliminating the joint of ceramics at the center of the molded product, even if it receives the impact of a high-speed object that has arrived at the center as a target, the plane of the ceramics Therefore, the present invention relates to a composite molded article in which ceramics are arranged so that the energy absorbing power is greater than that of the joint portion and the ceramic has more excellent impact resistance.

【０００２】[0002]

【従来の技術】セラミック板とＡＣＭ板を接着させるこ
とにより、高所から落下する物体又は高速に飛来する物
体に対する耐衝撃体となり得ることは、今日では公知の
事実である。また、セラミックス曲面板（通常表裏とも
曲面形状のもの、以下、これをタイコ型セラミックスと
いう）とＡＣＭ曲面板とも接着することも最近外国では
行われている。しかしながら曲面板の場合、セラミック
スの曲面の頂点付近のダメージが大きく、又頂点付近の
中央部にセラミックの継ぎ目が来ると非常に大きな衝撃
を受けた際、複合成形物の後部のＡＣＭに与える損傷も
大きく、耐衝撃体としての機能が低下する現象が起りこ
の点を更に改善する必要が生じて来た。2. Description of the Related Art It is a well-known fact today that bonding a ceramic plate and an ACM plate can be an impact-resistant body against objects falling from a high place or objects flying at high speed. In recent years, it has also been practiced in foreign countries to bond a ceramic curved plate (usually one having a curved surface on both sides) to an ACM curved plate. However, in the case of a curved plate, the damage near the apex of the ceramic curved surface is large, and when a ceramic seam comes near the center near the apex, when a very large impact is given, the damage to the ACM at the rear of the composite molded product is also damaged. There is a large phenomenon that the function as an impact-resistant body is reduced, and it is necessary to further improve this point.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明はＡＣＭ曲面板
に所定形状のセラミックスを所定数量組合せて配列する
際に、その成形物の比較的中央部（高速な飛来物を直角
に受ける部）に継ぎ目があると、高速な飛来物がその継
ぎ目に衝突した際に対衝撃性が低下することが判り、種
々検討した結果、セラミックを配列する際成形物中央部
にセラミックスの継ぎ目が来ない様にすることにより高
速な飛来物が中央部に衝突しても、他の部所とほぼ同等
の衝撃力が得られることを見出したと共に、セラミック
スの断面をブリッジ形状にすることにより一段と増すこ
とが判り、セラミック・ＡＣＭの剥離を減少させ、ＡＣ
Ｍ裏面の膨みを極めて少なくした耐衝撃性の優れた複合
成形物を完成させるに至ったものである。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, when ceramics of a predetermined shape are arranged in a predetermined number in combination on an ACM curved plate, a relatively central portion (a portion for receiving a high-speed flying object at a right angle) of the molded product is provided. If there is a seam, it is understood that the impact resistance decreases when a high-speed flying object collides with the seam.As a result of various examinations, when arranging ceramics, make sure that the seam of ceramic does not come to the center of the molded product. By doing so, it was found that even if a high-speed flying object collides with the central part, it is possible to obtain almost the same impact force as the other parts, and it is clear that the bridge shape of the ceramic cross section will further increase it , Reduces the separation of ceramic and ACM,
This has led to the completion of a composite molded article excellent in impact resistance with extremely small swelling on the back surface of M.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、高強度繊維強
化プラスチックから成る曲面形状成形物の表面に、裏面
を高強度繊維強化プラスチックと同一の曲面形状に合
せ、表面が平面である断面ブリッジ形断面形状セラミッ
クスを所定数量組合せて並べ、接着、固定する際に、成
形物の中央にセラミックスの継ぎ目がない様に所定数量
のセラミックスを組合せ配列することを特徴とする複合
成形物に関するものであり、更にはセラミックスの表面
形状が正方形、長方形、三角形、六角形等の多角形であ
り、このようなセラミックスを所定数量組合せて並べ所
定の形状とすることを特徴とする複合成形物に関するも
のであり、更にはセラミックスを全てチドリ形状に配列
してなることを特徴とする複合成形物に関するものであ
り、更には所定数量のセラミックスの配列後の形状が左
右又は上下が、ないしは左右、上下とも対称形状になっ
ていることを特徴とする複合成形物に関するものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a cross-sectional bridge having a curved surface formed of a high-strength fiber-reinforced plastic, the back surface of which is the same as the high-strength fiber-reinforced plastic, and a flat surface. The present invention relates to a composite molded article characterized in that a predetermined number of ceramics are combined and arranged so that a predetermined number of ceramics are arranged and bonded and fixed at the center of the molded article when the ceramics are joined and fixed. Further, the present invention relates to a composite molded article characterized in that the surface shape of the ceramics is a polygon such as a square, a rectangle, a triangle, and a hexagon, and such ceramics are arranged in a predetermined number in a predetermined shape. The present invention also relates to a composite molded product characterized in that ceramics are all arranged in a whirlpool shape. Left and right shape after the sequence of ceramic or vertically, or horizontally, it relates to composite molding according to claim which is vertically both symmetrical shape.

【０００５】ここに用いられるセラミックスは主として
ファインセラミックス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、ジルコニア系等があり、特に限定されない。また、
かかるセラミックスの１種又は２種以上のセラミックス
を組合わせても良い。セラミックスの物性としては、ビ
ッカース硬度１０００kg／mm2 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。１片のセラミックスの形状としては、まず平面形
状は正方形、長方形、三角形等の多角形であり、断面形
状は図１に示すごとくブリッジ形状である。図１におい
て、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。形状の比
較としてタイコ形状セラミックスを図２の（ａ）、
（ｂ）にて示す。The ceramics used here are mainly called fine ceramics, and include alumina (purity 90 to 99.9), silicon nitride, silicon carbide, and zirconia, and are not particularly limited. Also,
One or more of such ceramics may be combined. The physical properties of ceramics include a Vickers hardness of 1000 kg / mm2 or more and a bending strength of 30 kgf.
/ Mm2 or more and an elastic modulus of 2.8 × 10 4 kg / mm2 or more. As the shape of one piece of ceramics, first, the planar shape is a polygon such as a square, a rectangle, and a triangle, and the cross-sectional shape is a bridge shape as shown in FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a front view. As a comparison of the shapes, the Tyco-shaped ceramics are shown in FIG.
Shown in (b).

【０００６】一方ＡＣＭに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１０×１０8 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。一般のガラス繊維、ナイロン繊維及びポリエ
ステル繊維などは該当しない。比引張強度あるいは比弾
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。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、ネオブ
レン等の合成ゴム又はエラストマーなどである。On the other hand, high strength fibers used in ACM have a specific tensile strength of 10 × 10 8 cm, which is obtained by dividing tensile strength by density.
The specific elastic modulus obtained by dividing the elastic modulus by the density is 2.5 ×
It is more than 108 cm. Specifically, high-strength glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, aromatic polyester fiber, high-strength polyethylene fiber, high-strength nylon fiber, and the like. General glass fiber, nylon fiber, polyester fiber, etc. are not applicable. When fibers having a specific tensile strength or a specific elastic modulus of not more than the above values are used, the impact resistance of the composite molded product is not always sufficient. On the other hand, the resin to be impregnated or coated on these high-strength fibers is a thermosetting resin, such as a phenol resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, an unsaturated polyester resin, a vinyl ester resin, and a polyimide resin. , Polyethylene, polypropylene and other polyolefins, polyamide, polyester, polyvinyl acetate, polyether sulfide, polyphenyl sulfide, polyether, ether ketone, etc., as well as thermoplastic polyurethane, styrene, butadiene rubber, nitrile rubber, acrylonitrile styrene (AS) Resin, synthetic rubber such as neoprene or elastomer.

【０００７】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）の範囲が使用可能であるが、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。In order to obtain ACM, in the case of a thermosetting resin,
A prepreg is prepared by impregnating or coating a high-strength fiber with a thermosetting resin, a compression molding method in which a plurality of prepregs are stacked and heated and pressed, or a hand lay-up method in which a prepreg is not formed. The resin content can be in the range of 5 to 80% (% by weight, the same applies hereinafter), but is usually 5 to 80%.
It is 50%, preferably 8 to 30%. On the other hand, in the case of a thermoplastic resin, a high-strength fiber and a sheet-like material such as a thermoplastic resin film or a woven fabric are alternately stacked and heated or pressed, or a compression molding method in which the resin is melted in advance and the resin is melted. There is also a method of adhering to a high-strength fiber. The content of the thermoplastic resin is the same as that of the thermosetting resin.

【０００８】上述の方法で得られたＡＣＭの表面にセラ
ミックスを固定する方法としては、図３に示すように、
セラミックスの裏面の曲面形状部分とＡＣＭの表面に、
ＡＣＭに用いられた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方法が望ましいが、
場合によってはポルトやリベット等による機械的接合方
法もある。なお接着にて複数のセラミックスを並べる場
合には一片と隣りの一片との隙間は小さい方がよく、耐
衝撃性向上のために０．３mm以下が望ましい。また、一
片と隣りの一片との接触面は接着剤を塗布しない方が良
い。これは外部から衝撃を受けた際一片のセラミックス
はかなり破壊されるが、その破壊が隣りのセラミックス
まで伝播しないからである。このようにして得られたセ
ラミックス・ＡＣＭ複合成形物の耐衝撃性を更に向上さ
せる為には、特願平６−２１３０００号明細書のごと
く、かかる複合成形物を更にＡＣＭで包み込む方法もあ
る。As a method of fixing ceramics on the surface of the ACM obtained by the above method, as shown in FIG.
On the curved part on the back of the ceramic and on the surface of the ACM,
It is desirable that the resin used for the ACM or a method of bonding with an adhesive such as a synthetic rubber or epoxy resin is used.
In some cases, there is a mechanical joining method using a port, a rivet, or the like. In the case of arranging a plurality of ceramics by bonding, the gap between one piece and the adjacent piece is preferably small, and is preferably 0.3 mm or less to improve impact resistance. Further, it is better not to apply an adhesive to a contact surface between one piece and an adjacent piece. This is because a piece of ceramic is considerably destroyed when subjected to an external impact, but the fracture does not propagate to the next ceramic. In order to further improve the impact resistance of the thus obtained ceramic / ACM composite molded article, there is a method of further wrapping the composite molded article in ACM as described in Japanese Patent Application No. 6-213000.

【０００９】以上説明したようにしてブリッジ型セラミ
ックスを所定数量配列して複合成形物を作製するが、本
発明においては図５〜８に示すように、成形物の中央部
Ａに継ぎ目の無い様に配列してセラミックス・ＡＣＭ複
合成形物を得る。これは中央部Ｂに継ぎ目があるセラミ
ックスから成る複合成形物と比較して、例えば大きな衝
撃力の物体や高速な飛来物が中央部に衝突した際、その
衝撃力によって破壊される面積を小さくすることができ
ると共に、セラミックスとＡＣＭとの接着層の剥離を少
なくし、更にはＡＣＭ後部の膨みも小さくすることが可
能となる。図５〜８に示すように、セラミックスをチド
リ形状に並べることにより、継ぎ目に衝撃力を受けた場
合でも図９に示すように碁盤目形状の場合と異り、前記
と同様に破壊が進まず、衝撃力によってＡＣＭが大きな
ダメージを受けることはない。又図５〜８に示す様、上
下又は左右あるいは上下・左右とも対称形状にすること
は、例えば身体等に装着する場合は機能上、操用性上重
要なことでもある。以下、本発明を図面にて説明する。As described above, a composite molded article is manufactured by arranging a predetermined number of bridge-type ceramics. In the present invention, as shown in FIGS. To obtain a ceramic / ACM composite molded product. This reduces the area that is destroyed by the impact force when an object having a large impact force or a high-speed flying object collides with the center portion, for example, as compared with a composite molded product made of ceramics having a joint at the center portion B. In addition to this, the peeling of the adhesive layer between the ceramic and the ACM can be reduced, and the bulge at the rear of the ACM can be reduced. As shown in FIGS. 5 to 8, by arranging ceramics in a staggered shape, unlike the case of a grid shape as shown in FIG. However, the ACM is not significantly damaged by the impact force. Also, as shown in FIGS. 5 to 8, it is important in terms of function and operability to form a symmetrical shape in the vertical and horizontal directions or in the vertical and horizontal directions, for example, when worn on a body or the like. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明のブリッジ型セラミックスの一例で、
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図FIG. 1 is an example of a bridge-type ceramic of the present invention,
(A) is a plan view, (b) is a front view

【図２】従来のタイコ型セラミックスの一例で、（ａ）
は平面図、（ｂ）は正面図FIG. 2 shows an example of a conventional Tyco-type ceramic, in which (a)
Is a plan view, (b) is a front view

【図３】本発明のセラミックス・ＡＣＭ複合成形物の一
例の断面図FIG. 3 is a cross-sectional view of an example of the ceramic / ACM composite molded article of the present invention.

【図４】従来のセラミックス・ＡＣＭ複合成形物の一例
の断面図FIG. 4 is a cross-sectional view of an example of a conventional ceramic / ACM composite molded product.

【図５】セラミックチドリ配列長方形状複合成形物FIG. 5 is a rectangular composite molded article having a ceramic plover array.

【図６】セラミックチドリ配列正方形状複合成形物FIG. 6 is a composite molded article having a square shape of ceramic plovers.

【図７】セラミックの一片が六角形状のチドリ配列複合
成形物FIG. 7 is a composite molded article of a puddle array having a hexagonal ceramic piece.

【図８】セラミックの一片が三角形、正方形及び長方形
から成るチドリ配列複合成形物FIG. 8: Plover complex composite with one piece of ceramic consisting of triangles, squares and rectangles

【図９】セラミックの一片が正方形から成る碁盤目配列
複合成形物FIG. 9 is a cross-sectional array composite molded article in which a piece of ceramic is a square.

【図10】セラミックの一片が正方形及び長方形から成る
チドリ配列複合成形物[FIG. 10] A plover array composite molded article in which a piece of ceramic is composed of a square and a rectangle

【図11】セラミックの一片が正方形・長方形及び三角形
から成るチドリ配列と碁盤目配列混合の複合成形物FIG. 11 is a composite molded article in which a piece of ceramic is composed of a square, a rectangle, and a triangle, and is a mixture of plovers and grids.

【図12】 図１４に同じ、ただし８角形状複合成形物FIG. 12 Same as FIG. 14, but with an octagonal composite molded article

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1；セラミックス 2；接着剤層 3；ＡＣＭ （ａ）；平面図 （ｂ）；正面図 Ａ；複合成形物の中央（セラミックの継ぎ目がないこと
を示している）。 Ｂ；複合成形物の中央（セラミックの継目があることを
示している）。1; Ceramics 2; Adhesive layer 3; ACM (a); Plan view (b); Front view A; Center of composite molding (showing no ceramic seams). B: Center of composite molded article (indicating that there is a ceramic seam).

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 高強度繊維強化プラスチックから成る曲
面形状成形物の表面に、裏面を高強度繊維強化プラスチ
ックと同一の曲面形状に合わせ、表面が平面である断面
ブリッジ形状セラミックスを所定数量組合せて並べ、接
着、固定する際に、その成形物の中央にセラミックスの
継ぎ目がない様に所定数量のセラミックスを組合せ配列
することを特徴とする複合成形物。1. A curved surface-shaped molded product made of high-strength fiber-reinforced plastic, the back surface of which is matched with the same curved surface shape as that of the high-strength fiber-reinforced plastic, and a predetermined number of bridge-shaped ceramics having a flat surface are combined and arranged. A composite molded article characterized in that a predetermined number of ceramics are combined and arranged such that there is no seam of ceramics at the center of the molded article when bonding and fixing. 【請求項２】 前記セラミックスの表面形状が正方形、
長方形、三角形、六角形等の多角形である請求項１記載
の複合成形物。2. The ceramic according to claim 1, wherein the surface shape of the ceramic is square.
The composite molded product according to claim 1, which is a polygon such as a rectangle, a triangle, and a hexagon. 【請求項３】 所定数量のセラミックスを全てチドリ形
状に配列してなる請求項１及び請求項２記載の複合成形
物。3. The composite molded article according to claim 1, wherein a predetermined number of ceramics are all arranged in a puddle shape. 【請求項４】 所定数量のセラミックスの配列後の形状
が左右及び又は上下が全て対称形状になっている、請求
項１、２又は３記載の複合成形物。4. The composite molded article according to claim 1, wherein the shape of the predetermined number of ceramics after the arrangement is left and right and / or vertically all symmetrical.