JPH08276523A - 複合成形物 - Google Patents

複合成形物

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JPH08276523A
JPH08276523A JP7914995A JP7914995A JPH08276523A JP H08276523 A JPH08276523 A JP H08276523A JP 7914995 A JP7914995 A JP 7914995A JP 7914995 A JP7914995 A JP 7914995A JP H08276523 A JPH08276523 A JP H08276523A
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JP
Japan
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woven fabric
frp
composite molded
strength polyethylene
layer
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JP7914995A
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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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Abstract

(57)【要約】 【構成】 繊維基材が高強度ポリエチレン不織布及び高
強度ポリエチレン織布からなる繊維強化プラスチックス
であって、前記高強度ポリエチレン不織布層を芯材と
し、その表裏が高強度ポリエチレン織布層である複合成
形物であり、芯材である高強度ポリエチレン不織布層の
中間の少なくとも一部に高強度ポリエチレン織布層を挿
入することもできる。 【効果】 耐衝撃性に優れ、成形物裏面の膨らみも小さ
く耐衝撃部材として非常に優れているものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高所からの落下物あるい
は高速で飛来する物体による衝撃を受けた場合、高強度
ポリエチレン繊維強化プラスチックスの耐貫通性の向上
と、衝撃を受けた反対側(裏面)の膨らみを極端に小さ
くする為に、高強度ポリエチレン不織布(以後、H−P
E不織布という)からなる繊維強化プラスチック(以
下、FRPという)の表裏に高強度ポリエチレン織布
(以後、H−PE織布という)からなるFRPを1層以
上使用することにより、上記の落下物や飛来物に対し優
れた耐衝撃性を持つ軽量なる複合成形物に関する物であ
る。
【0002】
【従来の技術】H−PE織布及びH−PE不織布を用い
たFRPは軽量で高所から落下する物体又は高速で飛来
する物体に対する耐衝撃体となり得ることは各種資料、
カタログ等で紹介されており、今日では公知の事実であ
る。しかしながら、H−PE不織布のみを用いた場合
は、上記落下物又は飛来物の衝撃を受けるとその反対側
に大きな膨らみが生じ、耐衝撃体として使用する場合、
例えば身体等に装着した場合、その膨らみによって身体
にダメージをもたらす可能性があるので、その改善をす
る必要が生じて来た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はH−PE不織
布のFRP成形物が耐衝撃体として優れているものの衝
撃を受けた場合、その反対側の膨らみが大きくなるとの
問題点を解決する為種々検討した結果、H−PE不織布
FRPの表裏に、あるいはこれに加えてH−PE不織布
FRPの中間層の少なくとも一部にH−PE織布FRP
を使用することにより、衝撃を受けた場合でも、後部の
膨ら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。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、H−PE不織
布及びH−PE織布からなるFRPにおいて、芯材とな
るH−PE不織布FRP層の表裏がH−PE織布FRP
層であることを特徴とする複合成形物に関するものであ
り、更には上記複合成形物において芯材のH−PE不織
布FRP層の中間の少なくとも一部にH−PE織布FR
Pを挿入することを特徴とする複合成形物に関するもの
である。
【0005】ここに用いられる高強度ポリエチレン繊維
としては、引張り強度を密度で割った比引張り強度が1
0×106 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。比引張り
強度及び比弾性率がこれより小さいと耐衝撃性が不十分
となる恐れがある。高強度ポリエチレン繊維布の形態の
一つである不織布としては一般の不織布(例えば、一方
向繊維及びその組み合わせ)の他マット、フェルト等も
含まれる。一方織布としては平織、バスケット織り等目
ずれ、目明き、バラケ等を生じないものであれば、特に
限定しない。目付量については100g/m2 未満のも
のを用いた場合は、必要な耐衝撃性、特性を持たせる為
には積層枚数を多くしなければならず、その為製造工数
も大となりコスト高となる。一方目付量が600g/m
2 も越える場合には1層が嵩高くなり、裁断及び樹脂含
浸又はコーティングにおいて作業性が悪くなり好ましく
ない。
【0006】次に、上記H−PE不織布及び織布に含浸
又はコーティングさせる樹脂としては、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、ポリスチレ
ン、ポリアミド、ポリエステル、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
オプレンゴム等の合成ゴム又はエラストマー等である。
又場合によっては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を用いても良い。
【0007】FRPを形成するためには、H−PE不織
布の場合、主として熱可塑性樹脂が用いられる。H−P
E不織布と熱可塑性樹脂フィルムあるいは織布などのシ
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、樹脂を予め溶融しておき、その樹脂をH−
PE不織布に付着させる方法、あるいは含浸又はコーテ
ィングにより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などがある。一方、
H−PE織布の場合は主として熱硬化性樹脂が用いられ
るが、場合によっては熱可塑性樹脂でも良い。
【0008】このようにして得られたプリプレグの厚さ
は、例えば一方向H−PE不織布プリプレグでは一枚当
たり0.3〜2.0mm、前記プリプレグ2枚を直交方
向に重ね合わせ加圧して得られるプリプレグでは0.5
〜4.0mmが一般的である。一方、H−PE織布プリ
プレグでは0.3〜3.0mmが一般的である。プリプ
レグの厚さは薄すぎるとプリプレグ作製の際工数がかか
り、所定厚さの複合成形物とするためには積層枚数を多
くしなければならず、製造コストの上昇をもたらす。逆
に、厚すぎると樹脂の浸透が不十分となり、複合成形物
としたときに剛性が低下する欠点がある。
【0009】FRPの成形方法は、H−PE織布に熱硬
化性樹脂を含浸又は塗布してプリプレグを作製し、この
プリプレグを適当枚数加熱・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H−PE不織布、織布とも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。通常この範囲で耐衝
撃性が最も良好となる。複合形成物を得る為にはH−P
E不織布プリプレグ又はシートとH−PE織布プリプレ
グ等を適当枚数重ね合わせ、同時に加熱・加圧する方
法、H−PE不織布FRPの表裏又は側面を含めて全体
をH−PE織布を用いてハンドレイアップ法により成形
する方法、H−PE不織布FRPとH−PE織布FRP
とを接着剤を用いて接着させる方法、あるいはボルト/
ナットやリベットを用いて機械的に接合させる方法等が
ある。
【0010】H−PE不織布FRPに対するH−PE織
布の使用比率(H−PE織布FRP/H−PE不織布F
RP)は5〜80%(重量%、以下同じ)範囲である
が、通常は10〜60%、好ましくは15〜40%であ
る。これはH−PE不織布FRPの割合が多すぎると、
衝撃を受けた際衝撃面と反対面の膨らみが大きくなり、
H−PE織布の割合が多すぎると、落下物及び飛来物に
よって貫通する場合があるからである。
【0011】H−PE不織布FRPとH−PE織布FR
Pの構成については、H−PE不織布FRPを内部に、
H−PE織布FRPを外側(表裏)に配置するのが一般
的である(図1)が、H−PE織布を外側の他にH−P
E不織布FRPの内部に1層以上用いると更に効果があ
る(図2)。場合によっては、更に外側両面又は片面に
1mm以下のアルミ板等の金属板を取り付けても良い
(図3は両面にアルミ板を取り付けた場合である)。本
発明の複合成形物の厚さは通常5〜15mmである。5
mm以下では耐衝撃性が不十分な場合があり、15mm
では嵩高く重量も大きくなるので、本発明の目的に適さ
ない。
【0012】このようにして得られた複合成形物は、高
所からの落下物や高速な飛来物が衝突した際、まずその
衝撃力は比較的弾性率の高いH−PE織布FRPに当た
り、それを破壊して次にH−PE不織布FRPに突入す
る。このH−PE不織布FRPは引張り強度が強い為衝
撃力を吸収する。ただ、このH−PE不織布はFRPは
(特に、熱可塑性樹脂とのFRPの場合)弾性率は比較
的低く、裏面へ膨らもうとする。しかし、裏面側にもH
−PE織布FRPがある為、その力は押さえられる。こ
の様に本発明の複合成形物は超軽量でかつ大きな衝撃を
受けた場合でも、H−PE不織布又はH−PE織布各々
単独の場合と比較して貫通することもなく後部の膨らみ
も小さくすることが可能である。
【0013】
【実施例】以下、本発明を実施側にて具体的に説明す
る。 実施例1 比引張り強度が27×106 cm、比弾性率が12×1
8 cmの高強度ポリエチレン繊維からなる一方向不織
布にイソプレン系エラストマー樹脂を表面コーティング
し、乾燥して樹脂分約30%のプリプレグ(目付量:6
7g/m2 )を得た。このプリプレグを0度/90度方
向に交互に76枚重ね、これを芯材とし(約5.1kg
/m2 )、この表裏に上記高強度ポリエチレン繊維から
なる織布(目付量:350g/m2 )にビスフェノール
A型エポキシ樹脂を含浸乾燥して得られた樹脂分約25
%のプリプレグ(目付量:480g/m2 )を各1枚重
ね、110℃、50kg/cm2 で加熱・加圧して複合
成形物Aを得た。
【0014】実施例2 実施例1と同じ高強度ポリエチレン繊維からなる一方向
プリプレグ2枚を予め0度/90度方向に重ね合わせ、
加圧して得られたプリプレグ(東洋紡績(株)製 ダイ
ニーマシールド UD66 HB1,目付量:約135g
/m2 )を38枚重ね、110℃、50kg/cm2
加熱・加圧して複合成形体を得た。これを芯材とし、実
施例1の高強度ポリエチレン織布プリプレグ(目付量:
480g/m2 )を2枚重ねたものを1組とし、これを
2組別々に110℃、50kg/cm2 で加熱・加圧し
て得られたシート状成形体を表裏1枚ずつエポキシ系接
着剤にて接着し複合成形物Bを得た。
【0015】実施例3 実施例2で得られたダイニーマシールドプリプレグ38
枚中、30枚目と8枚目の間に高強度ポリエチレン織布
プリプレグ1枚挿入し重ね、これを芯材とし、この表裏
に実施例1と同じ高強度ポリエチレン織布プリプレグ
(目付量:480g/m2 )を各1枚重ね、同条件で加
熱・加圧して複合成形物Cを得た。複合成形物Cにおい
てダイニーマシールドプリプレグ30枚を重ねた方を表
とし、8枚の方を裏とした。
【0016】実施例4 実施例3において、ダイニーマシールドプリプレグ38
枚中の同じ位置に高強度ポリエチレン織布プリプレグを
2枚挿入して、実施例3と同条件で複合成形物Dを得
た。 実施例5 実施例3において、高強度ポリエチレン織布プリプレグ
を表(ダイニーマシールドプリプレグ30枚側)に1
枚、裏(ダイニーマシールドプリプレグ8枚側)に2枚
重ねて同条件で加熱・加圧して複合成形物Eを得た。 実施例6 実施例3の複合成形物の表裏に合成ゴム系接着にて0.
5mmのアルミ板(JIS A 5052)を接着し複合
成形物Fを得た。
【0017】比較例1 実施例1で得られた一方向不織布プリプレグを0度/9
0度方向交互に98枚重ね、110℃、50kg/cm
2 で加熱・加圧して複合成形体Gを得た。 比較例2 実施例2のダイニーマシールドプリプレグを52枚重
ね、110℃、50kg/cm2 で加熱・加圧して複合
成形体Hを得た。 比較例3 実施例1で得られた高強度ポリエチレン織布プリプレグ
(目付量;480g/m2 )を14枚重ね、110℃、
50kg/cm2 で加熱・加圧して複合成形体Iを得
た。 比較例4 比較例3においてプリプレグを15枚重ねて複合成形体
Jを得た。 比較例5 比較例2のダイニーマシールドプリプレグを70枚重ね
て、同条件にて複合成形体Kを得た。
【0018】上記複合成形物又は複合成形体の20cm
角のサイズのものを作製し、MIL−STD−662に
準じて、1.1g弾を用い約530m/sec の速度で衝
撃試験を行った。結果を表1に示す。
【0019】 表 1 ────────────────────────────── 複合成形物又は 面密度 厚 さ 貫通(P)又は 裏面の膨み 複合成形体 (kg/m2) (mm) 不貫通(NP) (mm) ────────────────────────────── A 6.1 6.5 NP 21 B 7.1 8.0 NP 19 C 6.6 7.2 NP 14 D 7.1 7.8 NP 10 E 7.1 7.3 NP 11 F 9.3 8.4 NP 6 G 6.6 7.0 NP 25 H 7.2 7.3 NP 22 I 6.7 8.5 P − J 7.2 9.2 P − K 9.4 9.4 NP 15 ──────────────────────────────
【0020】
【発明の効果】以上の結果からも明らかなように、本発
明の複合成形物は高強度ポリエチレン不織布からなる複
合成形体の表裏に高強度ポリエチレン織布を配置するこ
とにより、耐衝撃性に優れ、成形物裏面の膨らみも小さ
く耐衝撃部材として非常に優れているものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の複合成形物の一例の断面図
【図2】 本発明の複合成形物の他の例の断面図
【図3】 本発明の複合成形物の他の例の断面図
【符号の説明】
11,12,13,14,15 H−PE不織布FRP 21,22,23,24,25,26,27 H−PE
織布FRP 31,32 アルミ板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維基材が高強度ポリエチレン不織布及
    び高強度ポリエチレン織布からなる繊維強化プラスチッ
    クスであって、前記高強度ポリエチレン不織布層を芯材
    とし、その表裏が高強度ポリエチレン織布層であること
    を特徴とする複合成形物。
  2. 【請求項2】 芯材である高強度ポリエチレン不織布層
    の中間の少なくとも一部に高強度ポリエチレン織布層を
    挿入してなる請求項1記載の複合成形物。
  3. 【請求項3】 表面の一方又は両方に金属板を積層して
    なる請求項1又は2記載の複合成形物。
JP7914995A 1995-04-04 1995-04-04 複合成形物 Pending JPH08276523A (ja)

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JP7914995A JPH08276523A (ja) 1995-04-04 1995-04-04 複合成形物

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JP (1) JPH08276523A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010533606A (ja) * 2007-03-21 2010-10-28 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド 耐被弾衝撃性の複合布地構造体
KR101014206B1 (ko) * 2010-06-30 2011-02-14 임문섭 건축용 플라스틱 판재 및 그 제조방법
JP2013252648A (ja) * 2012-06-06 2013-12-19 Fukui Byora Co Ltd 締結方法

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