(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス繊維を外層に有機繊維布帛を内層に積層し、熱硬化性樹脂を含浸硬化させて製造されるヘルメットにおいて、有機繊維布帛として、引張り強度が２．５ＧＰａ以上の高強度繊維と引張り弾性率が５０ＧＰａ以下の低弾性率繊維から構成され、前記高強度繊維と前記低弾性率繊維の体積比が２：８から８：２であり、かつ目付が１５０ｇ／ｍ２  以上４００ｇ／ｍ２  以下で嵩密度が０．４ｇ／ｃｃ以下の織物を少なくとも１層使用したことを特徴とするヘルメット。
【請求項２】
高強度繊維としてポリエチレン繊維が用いられたことを特徴とする請求項１記載のヘルメット。
【請求項３】
低弾性率繊維としてビニロン繊維が用いられたことを特徴とする請求項１又は２記載のヘルメット。
【請求項４】
有機繊維布帛が平織物あるいは絡み織物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のヘルメット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は車両運転者および同乗車が車両事故等で加わる衝撃より頭部を保護するために装着するヘルメットに関するもので、従来製品に比べ軽量で安全な繊維強化樹脂製ヘルメットを提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ヘルメット、特に車両乗車時に装着する乗車用ヘルメットは従来よりガラス繊維強化樹脂複合材料が使用されてきた。また、軽量化のためガラス繊維とビニロンなど有機繊維を組み合わせたものが提案され、さらに最近では特開平３−６９６０５号公報に記載されているようなガラス繊維と高強度有機繊維を組み合わせたヘルメットが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、軽量化のために有機繊維を用いたヘルメットは当初は汎用有機繊維が用いられていたため、ガラス繊維の使用量は減らすことができたが強度が不足するため有機繊維の使用量が増え結果的に帽体の厚みが増してしまい軽量化の効果が低かった。したがって高強度有機繊維を用いることが検討され、汎用繊維布帛と高強度繊維布帛を加えて積層したヘルメットも開発されたが軽量化のレベルは依然十分ではなかった。その後、汎用繊維をすべて高強度繊維に置き換えることで著しい軽量化がなされ、耐衝撃性、耐貫通性にも優れたヘルメットが提案された。高強度有機繊維は耐貫通性に非常に優れており、ガラス繊維量を大幅に減らすことが可能となり軽量化に非常に効果があった。さらに高い弾性率を持つため衝撃変形が加わったとき衝撃を分散しやすく衝撃吸収性にも優れていたが、反面剥離する面積が広くなりすぎ繰返し衝撃回数が増すにつれ衝撃吸収性が低下しやすくなりヘルメットとして十分満足できる物ではなかった。
【０００４】
本発明はかかる従来技術の現状に鑑み創案されたものであり、その目的とするところは繰返し耐衝撃性、耐貫通性に優れ、しかも軽量化された乗車用ヘルメットを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記目的を達成するためにヘルメットの強化材に使用できる有機繊維について種々の試験を行い検討した結果、本発明の完成に至った。
【０００６】
即ち、本発明は、ガラス繊維を外層に有機繊維布帛を内層に積層し、熱硬化性樹脂を含浸硬化させて製造されるヘルメットにおいて、有機繊維布帛として、引張り強度が２．５ＧＰａ以上の高強度繊維と引張り弾性率が５０ＧＰａ以下の低弾性率繊維から構成され、前記高強度繊維と前記低弾性率繊維の体積比が２：８から８：２であり、かつ目付が１５０ｇ／ｍ２  以上４００ｇ／ｍ２  以下で嵩密度が０．４ｇ／ｃｃ以下の織物を少なくとも１層使用することにより耐衝撃性、特に繰返し衝撃に対する耐久性に優れ、耐貫通性も十分な軽量化ヘルメットを提供せんとするものである。
【０００７】
本発明のヘルメットは従来行われている製造方法をそのまま使用して製造することができる。例えば、分割可能な雌型内に繊維素材を配置し樹脂を注入し、雄型としてゴムバックに加圧空気を送り込み雌型内で膨らまし素材を加圧する、加圧バック成形法を使用して製造できる。
【０００８】
本発明で使用される熱硬化性樹脂としては特に限定はしないが、成形サイクルが比較的短い不飽和ポリエステル樹脂あるいはビニルエステル樹脂またはそれらの混合物が一般に使用される。
【０００９】
本発明において最大の特徴を有するものはガラス繊維と組み合わせて用いる有機繊維布帛である。ここでいう組み合わせとは混繊の形態ではなく明確な層として組み合わせることが重要である。したがって実際には外層にガラス繊維、内層に有機繊維布帛を使用したサンドイッチ構造となる（図３参照）。
【００１０】
本発明で使用する有機繊維布帛としては引張り強度が２．５ＧＰａ以上の高強度繊維と引張り弾性率が５０ＧＰａ以下の低弾性率繊維から構成されることが重要である。引張り強度が２．５ＧＰａに満たない場合には十分な耐貫通性が得られず有機繊維の絶対量が増し軽量化の効果が期待できない。また、引張り弾性率が５０ＧＰａを越える場合には衝撃変形で樹脂との界面の応力が高くなり剥離防止効果が低下し、繰返し耐衝撃性向上の効果が低くなってしまう。
【００１１】
本発明で使用する有機繊維布帛としては目付が１５０ｇ／ｍ２  以上４００ｇ／ｍ２  以下で、嵩密度が０．４ｇ／ｃｃ以下の織物を少なくとも１層使用することも重要である。目付が１５０ｇ／ｍ２  未満の場合には織物の厚みが薄くなり剛性を保つためガラス繊維を減らすことが難しく軽量化が達成できない。逆に４００ｇ／ｍ２  を越えると必要以上の布帛厚みとなり複合材料の厚みも増すことになり、軽量化にはならず本発明の目的に外れる。また、嵩密度が０．４ｇ／ｃｃを越える場合には必要な複合材料の厚みを達成するために繊維の積層枚数が余分に必要となり軽量化に適さず好ましくない。
【００１２】
本発明で使用される高強度繊維と低弾性率繊維の体積比率は２：８から８：２の間であることが必要である。体積比率が２：８を満たない場合には耐貫通性が不足し、逆に体積比率が８：２を越える場合には低弾性率繊維による剥離抑制効果が十分でなく繰返し衝撃性が不十分となる。高強度繊維と低弾性率繊維は交織状態で布帛に織り込まれている、あるいは織物に使用するヤーン自体が混繊糸、カバリング糸などと組み合わされているなど様々な形態で用いられる。カバリング糸を用いる場合は高強度繊維を芯に低弾性率繊維を鞘とすると本発明の目的に対し優れた効果が発揮される。
【００１３】
本発明で用いられる高強度繊維は高強度ポリエチレン繊維やアラミド繊維など特に限定するものではないが、好ましくは比強度に優れている高強度ポリエチレン繊維を用いると軽量化に一層効果がある。また、使用するヤーンの繊度は布帛の嵩密度を下げるため織物の厚みを高める必要から、１０００デニール以上のものが好ましく使用される。
【００１４】
また、本発明で用いられる低弾性率繊維はポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維など工業資材として一般に使用されている繊維から任意に選択することができるが、好ましくは樹脂との接着性に優れたビニロン繊維を使用すると繰返し耐衝撃性を向上する目的に適している。
【００１５】
本発明で使用される布帛の形態については織布、不織布いずれの形態を使用することもできる。しかしながら耐貫通性の面から考えると高強度繊維が連続している織布であることが好ましく、さらに嵩密度の面から考えるとヤーンの形態保持性が高い平織物あるいは絡み織物であることが望ましい。また、平織物の場合には嵩密度を下げる有効な手段としてそれぞれの繊維に撚りが加えられていても良い。
【００１６】
本発明によれば、繰返し耐衝撃性、耐貫通性に優れ、かつ軽量化された乗車用ヘルメットが提供でき、人命の保護に大きく貢献できる。
【００１７】
【実施例】
本発明を以下の実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１８】
実施例  １〜１１
表１に記載される条件で加圧バック成形により各実施例のヘルメットを作成し、ＳＮＥＬＬ  Ｍ９０に準拠してヘルメットの性能試験を実施した。
比較例  １〜６
表２に記載される条件で加圧バック成形により各比較例のヘルメットを作成し、ＳＮＥＬＬ  Ｍ９０に準拠してヘルメットの性能試験を実施した。
なお、表３に実施例、比較例で使用した有機繊維の物性を示す。
【００１９】
【表１】
0003558177.tif 000002
【００２０】
【表２】
0003558177.tif 000003
【００２１】
【表３】
0003558177.tif 000004
【００２２】
本発明による実施例では表１から明らかなようにすべてＳＮＥＬＬ  Ｍ９０規格に合格している。さらに詳細に解析するならばヘルメット性能ではガラス繊維のみを使用した比較例１は本発明の実施例１と同等重量にしたため規格にすべて不合格となっている。また、低弾性率繊維がない比較例２及びその割合が低い比較例５では耐貫通性は合格しているが、多重衝撃による衝撃値の変化が実施例に比べ大きくなっている。また、耐貫通性に関して考えると帽体の厚み、重量がほとんど差がないが高強度繊維がない比較例３及びその割合が低い比較例４は耐衝撃性の変化は小さいものの耐貫通性が不合格であった。さらに比較例６では織組織が繻子であるため嵩密度が大きく布帛の厚みが薄いため帽体の厚みが薄く耐貫通性は合格するものの耐衝撃性は絶対値が高い上、Ｇ値の変化も大きい。
【００２３】
【発明の効果】
以上概説したように、本発明の構成を採用すれば、耐衝撃性、特に繰返し衝撃に対する耐久性に優れ、耐貫通性も十分な軽量化ヘルメットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用される有機繊維布帛（交織織物）を示したものである。
【図２】本発明で使用される有機繊維布帛（からみ織物）を示したものである。
【図３】本発明で使用される有機繊維布帛の積層例を示した物である。
【符号の説明】
１  高強度有機繊維
２  低弾性率繊維
３  有機繊維布帛層
４  ガラス繊維層
【図１】
0003558177.tif 000005
【図２】
0003558177.tif 000006
【図３】
0003558177.tif 000007