JPH0778286B2 - 軽量化ヘルメット帽体の製造方法 - Google Patents
軽量化ヘルメット帽体の製造方法Info
- Publication number
- JPH0778286B2 JPH0778286B2 JP12265389A JP12265389A JPH0778286B2 JP H0778286 B2 JPH0778286 B2 JP H0778286B2 JP 12265389 A JP12265389 A JP 12265389A JP 12265389 A JP12265389 A JP 12265389A JP H0778286 B2 JPH0778286 B2 JP H0778286B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- fibers
- hermet
- fiber
- weight
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- Expired - Lifetime
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- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、オートバイ、自動車、航空機、高速ボートな
ど高速体の運転者ならびに同乗者の事故時の安全を守る
ための耐衝撃性および軽量性にすぐれたヘルメツトに関
する。
ど高速体の運転者ならびに同乗者の事故時の安全を守る
ための耐衝撃性および軽量性にすぐれたヘルメツトに関
する。
（従来の技術） ヘルメツトには、比較的低速で移動する乗物の如く事故
時の衝撃の小さい用途に用いられる耐衝撃性の低い簡易
ヘルメツトと高速で移動する乗物で事故時の衝撃が非常
に大きい用途に用いられる耐衝撃性の大きいヘルメツト
があり、他にスポーツ用、軍事用、建設土工事用など種
々の用途に使用されるものがある。
時の衝撃の小さい用途に用いられる耐衝撃性の低い簡易
ヘルメツトと高速で移動する乗物で事故時の衝撃が非常
に大きい用途に用いられる耐衝撃性の大きいヘルメツト
があり、他にスポーツ用、軍事用、建設土工事用など種
々の用途に使用されるものがある。
本発明は、これらの中で主として高速で移動する乗物に
乗る人間の頭部を守る軽量かつ高い耐衝撃性を有するヘ
ルメツトに関するものである。
乗る人間の頭部を守る軽量かつ高い耐衝撃性を有するヘ
ルメツトに関するものである。
従来この用途に用いられるヘルメツトは、主として不飽
和ポリエステル樹脂をマトリツクスとし、最外層および
最内層にガラス繊維を積層したマツトを用い、中間層に
高モジユラス繊維から成るロービングクロスを幾層も積
層してプレスし加熱硬化させて作られるものが一般的で
ある。この方式で作るヘルメツト帽体に塗装を施しクツ
シヨン材、装着具などを付けた完成品重量は一般に1600
g以上の重量があり、長時間使用時の肉体的疲労の問題
から軽量化が切望されていた。
和ポリエステル樹脂をマトリツクスとし、最外層および
最内層にガラス繊維を積層したマツトを用い、中間層に
高モジユラス繊維から成るロービングクロスを幾層も積
層してプレスし加熱硬化させて作られるものが一般的で
ある。この方式で作るヘルメツト帽体に塗装を施しクツ
シヨン材、装着具などを付けた完成品重量は一般に1600
g以上の重量があり、長時間使用時の肉体的疲労の問題
から軽量化が切望されていた。
（発明が解決しようとする課題） この軽量化を達成するためには帽体重量の低減が必須で
あり、補強材量あるいは樹脂量の低減、材質の変更など
種々の検討が行われてきた。しかしロービングクロス量
および樹脂量の減少は落下衝撃性および落錘貫通性など
の性能低下をまねき、性能低下を防ごうとすればロービ
ングクロス素材の大幅な高強力化、高モジユラス化が必
要となり、大幅なコストアツプとなるため現実的な改良
策とはなりえず、当業界における長年の問題となつてい
た。
あり、補強材量あるいは樹脂量の低減、材質の変更など
種々の検討が行われてきた。しかしロービングクロス量
および樹脂量の減少は落下衝撃性および落錘貫通性など
の性能低下をまねき、性能低下を防ごうとすればロービ
ングクロス素材の大幅な高強力化、高モジユラス化が必
要となり、大幅なコストアツプとなるため現実的な改良
策とはなりえず、当業界における長年の問題となつてい
た。
本発明はロービングクロスを使用する従来の製造方法に
根本的な改良を加え、性能的にもコスト的にも満足で
き、かつ画期的な軽量化を実現するものである。
根本的な改良を加え、性能的にもコスト的にも満足で
き、かつ画期的な軽量化を実現するものである。
（課題を解決するための手段） 本発明者はFRP板の補強材構造と落球衝撃性の関係につ
いて研究を行い非常に興味ある現象を見出だした。即
ち、同じ厚さのFRP板を作つた場合、補強材の構造とし
て同種類、同太さ、同性能の繊維を用いて作つた同重
量、同面積のロービングクロスおよび単繊維均一分散積
層マツト（以後不織マツトとよぶ）を補強材とするFRP
板の性能を比較すると、曲げ強度、曲げ剛性ではロービ
ングクロス補強FRP板の方が高い数値を示すが、曲げ破
壊変形量、落球衝撃性では不織マツト補強FRP板の方が
はるかに高い数値を示すことを見出だした。この現象は
種々のFRPの使用分野で有効に利用できるものである
（特願昭62−213838号）。
いて研究を行い非常に興味ある現象を見出だした。即
ち、同じ厚さのFRP板を作つた場合、補強材の構造とし
て同種類、同太さ、同性能の繊維を用いて作つた同重
量、同面積のロービングクロスおよび単繊維均一分散積
層マツト（以後不織マツトとよぶ）を補強材とするFRP
板の性能を比較すると、曲げ強度、曲げ剛性ではロービ
ングクロス補強FRP板の方が高い数値を示すが、曲げ破
壊変形量、落球衝撃性では不織マツト補強FRP板の方が
はるかに高い数値を示すことを見出だした。この現象は
種々のFRPの使用分野で有効に利用できるものである
（特願昭62−213838号）。
本発明者はこの知見をヘルメツトに応用すべく研究を行
つた。
つた。
本発明方法は一般にバツグ成型方式に適用される。成型
は、ヘルメツトの頭頂部を成型金型の最下部とし頸部を
最上部とする下部半球状、中太円筒状の外殻金型が使用
され、頸部に当たる金型最上部が頭部に当たる金型中央
部より断面が狭いため内殻側のプレス金型が挿入できな
い。したがつて内殻側からのプレスは最上部より挿入さ
れる風船（バツグ）の膨脹によつておこなわれる。外殻
金型の内面全面にガラスマツトを配し、中間層に有機合
成繊維のロービングクロスを配し、最内層にガラスマツ
トを配した後必要量の樹脂を流し込む。次に萎んだ状態
のバツグを金型最上部のヘルメツト頸部に当たる開口部
より挿入し該バツグに空気を圧入して膨脹させる（圧力
３〜6kg/cm2）。金型底部に溜つた樹脂液は膨脹するバ
ツグに圧されて補強材層に浸透し、さらに上部に押しあ
げられヘルメツト補強材層全面に浸透して行く。この状
態で金型は加熱されており（100〜150℃×10〜20分）、
樹脂にあらかじめ添加されている硬化剤により樹脂が硬
化する。硬化が完了するとバツグを萎ませ金型内より抜
出し、外殻金型をはずしてヘルメツト帽体を取出す。
は、ヘルメツトの頭頂部を成型金型の最下部とし頸部を
最上部とする下部半球状、中太円筒状の外殻金型が使用
され、頸部に当たる金型最上部が頭部に当たる金型中央
部より断面が狭いため内殻側のプレス金型が挿入できな
い。したがつて内殻側からのプレスは最上部より挿入さ
れる風船（バツグ）の膨脹によつておこなわれる。外殻
金型の内面全面にガラスマツトを配し、中間層に有機合
成繊維のロービングクロスを配し、最内層にガラスマツ
トを配した後必要量の樹脂を流し込む。次に萎んだ状態
のバツグを金型最上部のヘルメツト頸部に当たる開口部
より挿入し該バツグに空気を圧入して膨脹させる（圧力
３〜6kg/cm2）。金型底部に溜つた樹脂液は膨脹するバ
ツグに圧されて補強材層に浸透し、さらに上部に押しあ
げられヘルメツト補強材層全面に浸透して行く。この状
態で金型は加熱されており（100〜150℃×10〜20分）、
樹脂にあらかじめ添加されている硬化剤により樹脂が硬
化する。硬化が完了するとバツグを萎ませ金型内より抜
出し、外殻金型をはずしてヘルメツト帽体を取出す。
本発明者は、中間層のロービングクロスに替えて繊維性
能、繊維太さなどを種々変更した種々の厚さ、密度を有
する不織マツトによりヘルメツトを作り重量、落下衝撃
性、落錘貫通性などのヘルメツト性能および成型加工性
の実験を行いヘルメツトの軽量化および性能の向上の可
能性を追求し、当業界では不可能と考えられていた驚異
的な軽量化を十分な性能を有するヘルメツトを提供する
ことに成功した。
能、繊維太さなどを種々変更した種々の厚さ、密度を有
する不織マツトによりヘルメツトを作り重量、落下衝撃
性、落錘貫通性などのヘルメツト性能および成型加工性
の実験を行いヘルメツトの軽量化および性能の向上の可
能性を追求し、当業界では不可能と考えられていた驚異
的な軽量化を十分な性能を有するヘルメツトを提供する
ことに成功した。
即ち、本発明は、繊維製補強材に硬化性樹脂を含浸し、
成型・硬化させてヘルメツト帽体を製造するに際し、該
補強材の少なくとも一部として太さ１〜30デニール、モ
ジユラス100g/デニール以上の有機合成単繊維からなる
目付50〜500g/m2、密度0.015〜0.08g/cm3の不織マツト
を単層あるいは複数層重ねて用いることを特徴とする軽
量化ヘルメツト帽体の製造方法である。
成型・硬化させてヘルメツト帽体を製造するに際し、該
補強材の少なくとも一部として太さ１〜30デニール、モ
ジユラス100g/デニール以上の有機合成単繊維からなる
目付50〜500g/m2、密度0.015〜0.08g/cm3の不織マツト
を単層あるいは複数層重ねて用いることを特徴とする軽
量化ヘルメツト帽体の製造方法である。
本発明で称する単繊維とは、繊維が集束されずに実質的
に個々の繊維として分れて不織マツトを構成している状
態を意味している。
に個々の繊維として分れて不織マツトを構成している状
態を意味している。
熱硬化樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂が最適で
あるが、エポキシ樹脂、フエノール樹脂、メラミン樹
脂、ユリア樹脂などの樹脂を使用してもかまわない。
あるが、エポキシ樹脂、フエノール樹脂、メラミン樹
脂、ユリア樹脂などの樹脂を使用してもかまわない。
補強材に使用する不織マツトは有機合成繊維の単繊維か
ら成り、短繊維ないしは長繊維の状態で主として平面状
に均一に分散／積層された構造を有している。またニー
ドルパンチあるいは水流絡合の如き繊維を絡ませる方法
によるかあるいは適当な樹脂によつて各単繊維が結合さ
れシート状を形成していてもよく、これらも本発明で言
う不織マツトに含まれるものである。
ら成り、短繊維ないしは長繊維の状態で主として平面状
に均一に分散／積層された構造を有している。またニー
ドルパンチあるいは水流絡合の如き繊維を絡ませる方法
によるかあるいは適当な樹脂によつて各単繊維が結合さ
れシート状を形成していてもよく、これらも本発明で言
う不織マツトに含まれるものである。
該不織マツトの製法としては、カードウエブ、幅方向均
一振り落とし（SMCの製造に使用されている方法）、吸
引積層方（繊維を空気中に分散させ移動するサクシヨン
ネツト上に吸引積層させる方法）、湿式抄紙法など単繊
維を面状に均一に分散／積層させる方法であればどのよ
うな方法でもかまわない。また各単繊維がお互いに結合
されていないマツトでもかまわない。中でも単繊維が均
一に分散し、かつシートの伸びが適当であるカードウエ
ブをニードルパンチした不織マツトが製造時の取扱い
性、樹脂含浸性などにおいて優れている。
一振り落とし（SMCの製造に使用されている方法）、吸
引積層方（繊維を空気中に分散させ移動するサクシヨン
ネツト上に吸引積層させる方法）、湿式抄紙法など単繊
維を面状に均一に分散／積層させる方法であればどのよ
うな方法でもかまわない。また各単繊維がお互いに結合
されていないマツトでもかまわない。中でも単繊維が均
一に分散し、かつシートの伸びが適当であるカードウエ
ブをニードルパンチした不織マツトが製造時の取扱い
性、樹脂含浸性などにおいて優れている。
該不織マツトに使用する繊維はポリビニルアルコール系
繊維、ポリエチレンテレフタレート系繊維、ポリアミド
系繊維、ポリアクリルニトリル系繊維、ポリプロピレン
系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリア
リレート系繊維、超高強力ポリエチレン繊維などの有機
合成繊維から選ばれたモジユラス100g/デニール以上の
性能を有し、ヘルメツト成型時の温度（100〜150℃）に
より実質的に強度劣化等の影響を受けない太さ１〜30デ
ニールの繊維が適当である。特に比モジユラス、コスト
当りモジユラス、樹脂親和性、耐熱性などの点からポリ
ビニールアルコール系繊維（ビニロン）が非常に好適で
ある。
繊維、ポリエチレンテレフタレート系繊維、ポリアミド
系繊維、ポリアクリルニトリル系繊維、ポリプロピレン
系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリア
リレート系繊維、超高強力ポリエチレン繊維などの有機
合成繊維から選ばれたモジユラス100g/デニール以上の
性能を有し、ヘルメツト成型時の温度（100〜150℃）に
より実質的に強度劣化等の影響を受けない太さ１〜30デ
ニールの繊維が適当である。特に比モジユラス、コスト
当りモジユラス、樹脂親和性、耐熱性などの点からポリ
ビニールアルコール系繊維（ビニロン）が非常に好適で
ある。
繊維のモジユラスが100g/デニール以下の場合は補強効
果が少なく、ヘルメツトとしての耐落下衝撃性が低いた
め補強層が厚くなり軽量化できない。望ましくは150g/
デニール以上のモジユラスが必要である。繊維太さが1.
0デニール以下の繊維では繊維表面積が大きく樹脂の保
液量が非常に多くヘルメツト重量が大きくなつてしま
う。また30デニール以上の繊維を使用すると、十分な耐
落下衝撃性を得るだけの繊維量を付与せんとすれば不織
マツトの厚さおよび曲げ硬さが大きくなり成型時に非常
に取扱い難い。
果が少なく、ヘルメツトとしての耐落下衝撃性が低いた
め補強層が厚くなり軽量化できない。望ましくは150g/
デニール以上のモジユラスが必要である。繊維太さが1.
0デニール以下の繊維では繊維表面積が大きく樹脂の保
液量が非常に多くヘルメツト重量が大きくなつてしま
う。また30デニール以上の繊維を使用すると、十分な耐
落下衝撃性を得るだけの繊維量を付与せんとすれば不織
マツトの厚さおよび曲げ硬さが大きくなり成型時に非常
に取扱い難い。
不織マツトの構造として、目付けが50g/m2以下では繊維
量が少なく目付け斑の影響が大きくなるとともに積層数
が非常に多くなり製造上手間がかかる。また500g/m2以
上では適当な密度を採ると厚さが非常に大きくなり樹脂
の含浸量が多いためヘルメツト重量が大きくなるととも
に取扱い難い。
量が少なく目付け斑の影響が大きくなるとともに積層数
が非常に多くなり製造上手間がかかる。また500g/m2以
上では適当な密度を採ると厚さが非常に大きくなり樹脂
の含浸量が多いためヘルメツト重量が大きくなるととも
に取扱い難い。
不織マツト密度が0.015g/cm3以下では樹脂の吸収量が多
くBagプレスしても樹脂が全体にまわらず金型上部では
樹脂が含浸していない“かすれ”部分が発生し外観不良
となる。“かすれ”を防ぐためには樹脂量を増大する必
要があり、ヘルメツト重量の大幅増加を招く。また密度
が0.08g/cm3以上では樹脂の保液量が少なく外観は良好
となるが耐落下衝撃性および耐落錘貫通性が不良とな
り、改善するべく不織マツトの積層数を増大するとヘル
メツト重量が増大する。
くBagプレスしても樹脂が全体にまわらず金型上部では
樹脂が含浸していない“かすれ”部分が発生し外観不良
となる。“かすれ”を防ぐためには樹脂量を増大する必
要があり、ヘルメツト重量の大幅増加を招く。また密度
が0.08g/cm3以上では樹脂の保液量が少なく外観は良好
となるが耐落下衝撃性および耐落錘貫通性が不良とな
り、改善するべく不織マツトの積層数を増大するとヘル
メツト重量が増大する。
なお、不織マツトの密度は30cm×30cmのサンプル10枚の
平均重量および該サンプル１枚の中で５点の厚さの平均
値を採り、10枚の平均値を求めて平均重量（g/cm2）／
平均厚さ（cm）を平均密度（g/cm3）とする。
平均重量および該サンプル１枚の中で５点の厚さの平均
値を採り、10枚の平均値を求めて平均重量（g/cm2）／
平均厚さ（cm）を平均密度（g/cm3）とする。
厚さの測定は6cm×6cmの圧縮子を用い5g/cm2の圧力下で
ピーコツク型厚さ測定器によつて測定する。
ピーコツク型厚さ測定器によつて測定する。
本発明のヘルメツトでは、該不織マツト単体で補強層と
して用いてもかわまないことはもちろんであるが、モジ
ユラスが100〜400g/デニールの繊維からなる不織マツト
と、400g/デニール以上の高モジユラス繊維からなる不
織マツトあるいは織布（ロービングクロス）とを積層複
合して用いてもかまわない。特にヘルメツトの最外層は
仕上げ加工時に研磨されるため繊維が折れるガラス繊維
の方がきれいに仕上がる。
して用いてもかわまないことはもちろんであるが、モジ
ユラスが100〜400g/デニールの繊維からなる不織マツト
と、400g/デニール以上の高モジユラス繊維からなる不
織マツトあるいは織布（ロービングクロス）とを積層複
合して用いてもかまわない。特にヘルメツトの最外層は
仕上げ加工時に研磨されるため繊維が折れるガラス繊維
の方がきれいに仕上がる。
実施例 第１表に示す補強材を用いて、マトリツクス樹脂として
第１表に示す樹脂を用い、バツグ成型方法によりヘルメ
ツト帽体を製造した。得られた帽体の性能を測定した。
その結果を第１表に示す。
第１表に示す樹脂を用い、バツグ成型方法によりヘルメ
ツト帽体を製造した。得られた帽体の性能を測定した。
その結果を第１表に示す。
この結果により明らかな様に本発明方法で得られるヘル
メツトは従来の物に比して大幅な軽量化が可能であり当
業界に大きく貢献できるものであることが理解されよ
う。
メツトは従来の物に比して大幅な軽量化が可能であり当
業界に大きく貢献できるものであることが理解されよ
う。
Claims (1)
- 【請求項１】繊維製補強材に熱硬化性樹脂を含浸し、成
型・硬化させてヘルメツト帽体を製造するに際し、該補
強材の少なくとも一部として太さ１〜30デニール、モジ
ユラス100g/デニール以上の有機合成単繊維からなる目
付50〜500g/m2、密度0.015〜0.08g/cm3の不織マツトを
単層あるいは複数層重ねて用いることを特徴とする軽量
化ヘルメツト帽体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12265389A JPH0778286B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 軽量化ヘルメット帽体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12265389A JPH0778286B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 軽量化ヘルメット帽体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02300306A JPH02300306A (ja) | 1990-12-12 |
| JPH0778286B2 true JPH0778286B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=14841301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12265389A Expired - Lifetime JPH0778286B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 軽量化ヘルメット帽体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0778286B2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-15 JP JP12265389A patent/JPH0778286B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02300306A (ja) | 1990-12-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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Year of fee payment: 14 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090823 |