(57)【要約】  【課題】平時には軽量で、緊急時（有事）においては砲弾やミサイルに対する抗堪性やコンパクト性に優れており、特に艦船用として有用な複合装甲板を提供すること。  【解決手段】構成層として、ゲル充填層を含むことを特徴とする対砲弾または対ミサイル性に優れた複合装甲板である。【選択図】図２
2008196803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成層として、ゲル充填層を含むことを特徴とする対砲弾または対ミサイル性に優れた複合装甲板。
【請求項２】
ゲル充填層中に中空バルーンを含む請求項１に記載の複合装甲板。
【請求項３】
平時には前記ゲル充填層が空間を形成し、かつ、同空間の一部に高吸水性ポリマーが配設され、緊急時には同空間に注入された水と同高吸水性ポリマーとの作用によりゲル層が形成される請求項１または２に記載の複合装甲板。
【請求項４】
ゲル充填層が金属板からなる請求項１〜３のいずれかに記載の対砲弾または対ミサイル性に優れた複合装甲板。
【請求項５】
ゲル充填層がセラミック板と高弾性繊維板との間に配置される請求項１〜４のいずれかに記載の対砲弾または対ミサイル性に優れた複合装甲板。
【請求項６】
艦船用である請求項１〜５のいずれかに記載の対砲弾または対ミサイル性に優れた複合装甲板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複合装甲板に関する。さらに詳しくは、平時には軽量で、緊急時（有事）においては、砲弾やミサイルに対する抗堪性に優れた複合装甲板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対砲弾または対ミサイル性を有する複合装甲板に要求される機能は、まず、高速で衝突、貫入して爆発する砲弾やミサイルに対する抗堪性に優れていることであり、次に機動性の観点から軽量化が要求される。さらに、経済性の観点からコスト低減が求められる。加えて、装甲車や戦車のような機動躯体に搭載されることからコンパクト性が要求される。
歴史的には、耐銃弾または耐砲弾性の防御板として、木板、竹板、石板、鉄板等が使用されてきた。その後、鋼材による防御が主流となり、ハーベイ鋼やクルップ鋼等が艦船用の装甲板として使用されるようになり、厚さも数ｃｍから６０ｃｍを超える超厚の装甲が使用されてきた。２０世紀に入り、装甲は鋼の厚さで防御性をもたせるのではなく、空間装甲、傾斜装甲、注水装甲等が採用されるようになった。さらに、１９４５年以降、特に１９９０年代以降は、あらたに登場した新素材を使用した種々の装甲が開発されている。
被弾した弾丸や砲弾の衝撃力、すなわち、運動エネルギーを吸収させて減衰させる目的で、例えば、パラ系アラミド繊維等の高弾性高分子繊維を使用した装甲（特許文献１等）、高弾性高分子繊維強化プラスチックとセラミックを組み合わせた複合装甲（特許文献２等）、焼結セラミックマトリックスに埋め込まれたセラミック繊維を含有してなる複合装甲（特許文献３等）、形状と配列に特徴をもたせたセラミックペレットを樹脂等で固化した複合装甲（特許文献４、５等）、アラミド積層板、ガラス繊維強化プラスチック、ガラスクロス等からなる複合装甲（特許文献６等）、さらには爆発装甲または反応装甲（特許文献７、８等）にいたる複合機能の装甲板が使用されるようになった。さらに、ユニークなものとして、特殊な装甲構造を用いず、主として船舶が本来的に具備している構造設備を活用して防弾を行い得る防弾構造および防弾方法として、海水を注入する方式も提案されている（特許文献９等）。加えて、アルミニウム、紙、またはアラミドもしくは炭素繊維もしくはガラス繊維で補強されたプラスチックからなるハニカム構造物とセラミックタイルとを積層した装甲板も提案されている（特許文献１０等）。
しかしながら、特許文献１〜６のものはいずれも軽量化およびコストという観点から改善する必要がある。また、特許文献７および８のものは繰り返し攻撃に対する抗堪性に問題がある。
特許文献９のものは平時において軽量性を確保するという点でメリットはあるが、砲弾やミサイルに対する抗堪性の点で問題が残されている。
特許文献１０のものは軽量性およびコストという観点で問題がある。
【特許文献１】特開平２−２５４２９５号公報（特許２７１７６９４号）
【特許文献２】特開平８−７２２００号公報（特許３１２７９４７号）
【特許文献３】特表２００２−５４１４２７号公報
【特許文献４】特表２００２−５２７７０５号公報（特許３６２８２５７号）
【特許文献５】特開２００５−１１４３４０号公報
【特許文献６】特表２００３−５３２５６１号公報
【特許文献７】米国特許５０１２７２１号明細書
【特許文献８】米国特許５７３９４５８号明細書
【特許文献９】特開２００５−２３１４８３号公報
【特許文献１０】特表２００５−５２０１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、このような状況下で提案されたものであって、平時には軽量性が確保され、緊急時（有事）においては、砲弾やミサイルに対する抗堪性に優れ、さらに、経済性に優れた複合装甲板を提供することを目的とするものでる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、軽量性、砲弾やミサイルに対する抗堪性、および経済性に優れた複合装甲板を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、構成層として、ゲル充填層を配設することにより、優れた複合装甲板が得られることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、下記(1)〜(5)
（1）構成層として、ゲル充填層を含むことを特徴とする対砲弾または対ミサイル性に優れた複合装甲板、
（2）ゲル充填層中に中空バルーンを含む上記(1)に記載の複合装甲板、
（3）平時には前記ゲル充填層が空間を形成し、かつ、同空間の一部に高吸水性ポリマーが配設され、緊急時には同空間に注入された水と同高吸水性ポリマーとの作用によりゲル層が形成される上記（1）または（2）に記載の複合装甲板、
（4）ゲル充填層が金属板からなる上記（1）〜（3）のいずれかに記載の対砲弾または対ミサイル性に優れた複合装甲板、
（5）ゲル充填層がセラミック板と高弾性繊維板との間に配置される上記（1）〜（4）のいずれかに記載の対砲弾または対ミサイル性に優れた複合装甲板、
（6）艦船用である上記（1）〜（5）のいずれかに記載の対砲弾または対ミサイル性に優れた複合装甲板を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により軽量性、砲弾やミサイルに対する抗堪性、および経済性などに優れた装甲板が提供される。特に、注水装甲に変わるゲル充填装甲は繰り返して加えられる攻撃に対して水のように漏れないため大きな抗堪性を有する。本発明の装甲板は特に艦船用として好適に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の複合装甲板における構成層としては、セラミック板、高弾性繊維板、高張力鋼のような鋼板等の基本要素があり、これらをゲル充填層の両側に配設してサンドイッチ構造を有する複合装甲板とすることにより、上記のような課題を達成することができる。
【０００７】
セラミックは、一般に高い剛性および硬さを特徴とする。装甲板に使用する場合、セラミックは、高負荷による塑性変形に抵抗できることが重要である。特に、装甲板の背面には、高い引張強度が必要である。したがって、セラミック板を含む複合装甲板を使用する典型的な装甲板は、補強材（バッキング材）として繊維複合体または金属基板を背面に備えたセラミック前面材からなる。これらの異種材料は、通常接着によって相互に結合される。セラミックの場合、塑性変形抵抗能は満足できない。セラミックは、脆性破壊挙動を示すので、例えばセラミックスが銃弾による点状負荷を受けると、セラミック内に連続的な亀裂が形成され、セラミックは、大面積にわたって破壊され、かくしてその保護作用を失う。
装甲板に銃弾が当たった場合、セラミック板材内での応力波の反射によって、セラミック板材自体の破壊が誘起される。セラミック板材の後ろに、例えば金属からなる他の背部補強材を設置すれば、銃弾が上記装甲板を完全に貫通するのを阻止できる。
本発明の複合装甲板におけるセラミック板用のセラミック材は、結晶質構造つまりガラス質構造をもつ非金属の無機固体であって、耐熱、耐磨耗、耐圧、高剛性、鉄鋼より軽い質量を含む多くの有益な物理的特性および卓越した化学安定性をもっている。
セラミック材としては、ファインセラミックスであれば問題なく使用できる。特性として、例えば硬度１０ＧＰａ（ＨＶ１０）、曲げ強度２５０ＭＰａ以上、ヤング率２００ＧＰａ以上のものであれば特に限定されるものではない。硬度（ＨＶ１０）は、好ましくは、１５ＧＰａ以上、さらに好ましくは、２５ＧＰａ以上である。アルミナ類、窒化物類、珪石類、ボロン類、マグネシア類などや、これらセラミックスの混合焼成物、セラミックスが金属補強された構成物、セラミックスが繊維補強された構成物、炭素繊維等の耐熱性繊維でセラミックスを強靱化した繊維複合セラミックスやセラミックス粒子、ウィスカ、短繊維、連続長繊維で強化したセラミックス基複合材料（例えば、炭化珪素繊維/炭化珪素マトリックス複合材）などが好ましく使用できる。耐衝撃性、軽量性、強度、価格などからアルミナ類、窒化類、珪石類、ボロン類がさらに好ましく使用できる。より具体的には、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、タングステンカーバイド、ニトリド結合炭化ケイ素、ニトリド結合炭化ホウ素、二ホウ化チタン、炭窒化チタン、シリコンアルミニウムオキシニトリド、窒化アルミニウム、立方晶窒化ホウ素等が挙げられる。また、炭化ケイ素繊維のようなセラミック繊維がセラミックマトリックス中に埋め込まれた形態のものでもよい。
通常、これらの混合物を１３００〜１４００℃程度の高温で焼結することによりセラミック板が得られる。セラミック板の厚さとしては、用途によって大きく異なる。例えば、本発明の複合装甲板が好ましく用いられる艦船用の場合も大きさによって異なるが、近年、個人防御のための厚さ３ｍｍ程度から重量級軍用車両や艦船のための厚さ５０ｍｍ程度の範囲、一片の長さが１００ｍｍの正方形のセラミック板が市販されており、これらのセラミック板を複数枚積層して所望の厚さとすることができ、用途に応じて複数枚を碁盤目状に並べて所望の面積とすることができる。セラミック板のヤング率は２００ＧＰａ以上、好ましくは、２５０ＧＰａ以上、さらに好ましくは、３００ＧＰａ以上である。２００ＧＰａ以上とすることにより、複合装甲板の砲弾やミサイルに対する抗堪性を向上させることができる。
本発明の複合装甲板において、セラミック板は通常、銃弾や砲弾が直接衝突する可能性のある艦船、装甲車両の最外層として用いられる。
【０００８】
本発明の複合装甲板における高弾性繊維板の材料である高強度繊維としては、特に限定されるものではなく、例えば、芳香族ポリアミド（アラミド）、芳香族ポリエーテルアミド、全芳香族ポリエステル、超高分子量ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリベンズイミダゾール、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ノボロイド、ポリピリドビスイミダゾール、ポリアリレート、ポリケトン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリオキシメチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトンなどからなる繊維、炭素繊維、セラミック繊維、ガラス繊維などが好ましく使用でき、耐衝撃性、生産性、価格などからアラミド繊維、超高分子量ポリエチレン、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリピリドビスイミダゾールがさらに好ましく使用できる。また、これら高強度繊維の繊度としては、１００〜７０００ｄｔｅｘであることが好ましく、２００〜３５００ｄｔｅｘの範囲がさらに好ましいが、特に限定されるものではない。
これらの高強度繊維を用いて高強度繊維布帛を作製し、樹脂（マトリックス樹脂）を含浸させて高弾性繊維板とすることができる。該高強度繊維布帛としては、織物、編物、不織布、フェルト、一方向性シート（ＵＤ）などが好ましく使用でき、寸法安定性、強度から織物、ＵＤがさらに好ましく使用できる。該織物には、平織、綾織、朱子織、畝織、斜子織、杉綾、二重織などを用いることができる。かかる繊維及び布帛は、原糸の製造工程や加工工程での生産性あるいは特性改善のために通常使用されている各種添加剤を含んでいてもよい。例えば熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、平滑剤、耐電防止剤、可塑剤、増粘剤、顔料、難燃剤、油剤などを含有、または付着せしめることができる。
樹脂（マトリックス樹脂）としては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができ、特に限定されるものではないが、熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、珪素樹脂、ポリイミド樹脂、ビニルエステル樹脂などやその変性樹脂など、熱可塑性樹脂であれば塩化ビニル樹脂；ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂等のスチレン系樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン；フッ素樹脂；ポリアミド樹脂；ポリアセタール樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリエステル；ポリアミドなど、さらには熱可塑性ポリウレタン（ウレタン樹脂）、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ネオプレン、ポリエステル等の合成ゴム又はエラストマーなどが好ましく使用できるが、特に限定されるものではない。中でも、フェノール樹脂とポリビニルブチラール樹脂を主成分とする樹脂；不飽和ポリエステル樹脂；ビニルエステル樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリエステル樹脂が耐衝撃性、寸法安定性、強度、価格などから好ましく使用できる。かかる熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂には、工業的にその目的、用途、製造工程や加工工程での生産性あるいは特性改善のため通常使用されている各種添加剤を含んでいてもよい。例えば、変性剤、可塑剤、充填剤、離型剤、着色剤、希釈剤などを含有せしめることができる。
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％（質量％、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。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。
高弾性繊維板の厚さとしては、用途によって大きく異なるが、例えば、本発明の複合装甲板が好ましく用いられる艦船用の場合も大きさによって異なるが、通常
５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲である。高弾性繊維板のヤング率は８０ＧＰａ以上、好ましくは、１００ＧＰａ以上、さらに好ましくは、１２０ＧＰａ以上である。
８０ＧＰａ以上とすることにより、複合装甲板の抗堪性を向上させることができる。
本発明の複合装甲板において、高弾性繊維板は、通常、艦船、装甲車両の最内層として用いられるが、さらにその内側に付加的な金属板を貼り付けて用いてもよい。
【０００９】
また、本発明の複合装甲板における金属板としては、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、チタン、ニッケル、亜鉛、鉛、すずなどの純金属や、物性を改質するため、２種類以上の金属または炭素などの非金属を溶かし合わせた合金、例えば炭素鋼、高張力鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、ジューコール鋼、ハッドフィールド鋼、超強靱鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、銅合金（真鍮、すず青銅、アルミニウム青銅、ベリリウム銅など）、アルミニウム合金（Ａｌ−Ｃｕ系合金、Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、ジュラルミンなど）、マグネシウム合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ合金、Ｍｇ−希土類元素合金、Ｍｇ−Ｔｈ系合金、Ｍｇ−Ｍｎ合金、Ｍｇ−Ｔｈ−Ｍｎ合金、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｒ．Ｅ．合金など）、チタン合金、ニッケル合金（Ｎｉ−Ｍｎ合金、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｍｏ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金など）、亜鉛合金、鉛合金、すず合金、また、アルミニウム、チタン、銅などの金属マトリックスを金属やセラミックスの粒子、ウィスカ、短繊維、連続長繊維で強化した金属基複合材料（例えば、ボロン繊維強化アルミニウム、炭化珪素/チタン）などが好ましく使用できる。軽量性、硬度、耐力、耐衝撃性などからマグネシウム合金、チタン、ステンレス鋼、ジュラルミン、チタン合金がさらに好ましく使用できる。
金属板の厚さも用途によって大きく異なるが、例えば、本発明の複合装甲板が好ましく用いられる艦船用の場合も大きさによって異なるが、通常２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲である。金属板のヤング率は１８０ＧＰａ以上、好ましくは、２００ＧＰａ以上、さらに好ましくは、２５０ＧＰａ以上である。１８０ＧＰａ以上とすることにより、複合装甲板の抗堪性を向上させることができる。
本発明の複合装甲板において、金属板は通常、２枚を対向させて配置し側面および上下に形成される開口部に短冊状の支持部材を取り付けて薄型矩形の容器を形成させ以下に述べるゲル層を充填するために用いられる。
【００１０】
本発明の複合装甲板におけるゲル充填層は発射弾またはその残留破片からの運動エネルギーを吸収して衝撃を緩和する役割を有している。
ゲル充填層を構成するゲルは、通常、架橋重合体の含水物である。架橋重合体としては、水溶性（特に、水に２５℃で１０質量％以上溶解）の重合性不飽和基含有単量体、たとえば、（メタ）アクリル酸、（無水）マレイン酸、フマール酸、クロトン酸、イタコン酸、２−（メタ）アクリロイルエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、等のアニオン性単量体やその塩、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−置換（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、等のノニオン性親水性基含有単量体、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、等のアミノ基含有不飽和単量体やそれらの４級化物等と、重合時に架橋構造を形成させるための架橋剤、たとえば、分子内に重合性不飽和二重結合を２個以上有する化合物、水溶性の不飽和基含有単量体が有する酸基、ヒドロキシル基、アミノ基等の官能基と反応する基を分子内に２個以上有する化合物、分子内に不飽和結合および単量体の官能基と反応する基をそれぞれ１個以上有する化合物、分子内に単量体の官能基と反応する点を２個以上有する化合物、または単量体成分が重合する際にグラフト結合等により架橋構造を形成し得る親水性高分子等とを用いて重合を行い、乾燥することによって、いわゆる吸水性樹脂（以下、高吸水性ポリマーと記す）と称されるものの粉末または顆粒として得られる。
高吸水性ポリマーとは、従来から知られているものであり、後述する少量の添加剤を含むものも高吸水性ポリマーと称され、例えば、好ましくは自重の５倍以上、より好ましくは５０倍から１０００倍という多量の水を吸収してゲルとなる。
高吸水性ポリマーは１種または混合物でも用いられるが、中でも酸基含有の吸水性樹脂、さらには、カルボン酸またはその塩であるカルボキシル基含有の高吸水性ポリマーの１種またはその混合物が好ましく、上記の各種親水性基含有単量体の中でも特にアクリル酸および/またはその塩（中和物）を主成分とする単量体を重合・架橋することにより得られる重合体、すなわち、必要によりグラフト成分を含むポリアクリル酸塩架橋重合体を主成分とするものが好ましい。上記アクリル酸塩としては、アクリル酸のナトリウム、カリウム、リチウムなどのアクリル金属塩、アンモニウム塩およびアミン塩などを例示することができる。上記高吸水性ポリマーは、その構成単位としてアクリル酸０〜５０モル％およびアクリル酸塩１００〜５０モル％（ただし、両者の合計量は１００モル％以下とする。）の範囲にあるものが好ましく、アクリル酸１０〜４０モル％およびアクリル酸塩９０〜６０モル％（ただし、両者の合計量は１００モル％以下とする。）の範囲にあるものがより好ましい。
高吸水性ポリマーの具体的な例としては、ポリアクリル酸塩架橋重合体の他に、デンプン−アクリル酸塩共重合体架橋物、デンプン−アクリル酸共重合体架橋体の中和物、デンプン−アクリロニトリル共重合体のケン化物、ポリスルホン酸塩架橋物、ポリアクリル酸塩/ポリスルホン酸塩共重合体架橋物、ポリアクリル酸/ポリアクリルアミド共重合体架橋物、架橋ポリアクリルアミドの加水分解物、 架橋ポリアクリルアミド、架橋ポリビニルピロリドン、ビニルアセトアミド重合体架橋物、ポリアスパラギン酸架橋物などが挙げられる。塩の種類については特に限定はないが、通常ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩である。
前記のように、本発明の複合装甲板においてゲル充填層は、通常２枚用いられる金属板で形成される矩形の容器中の配設される。２枚の金属板の間隔、すなわち、ゲル充填層の厚さは、通常、５０ｍｍ〜３００ｍｍ、好ましくは１００ｍｍ〜２００ｍｍの範囲である。
【００１１】
ゲル充填層には、中空バルーンを含ませることができる。
中空バルーンとしては、有機系中空バルーン、無機系中空バルーンを使用することができる。中空バルーンの材料としては、フライアッシュ、発泡させたパーライト、ひる石などの無機発泡体のほか、樹脂発泡体等特に限定されない。より具体的には、架橋又は非架橋のアクリル樹脂、ポリスチレン等、ガラス、カルシウム及びマグネシウムの複合炭酸塩、シリカ等を挙げることができる。ここでいう中空とは、オープンコア構造、多孔質構造等をいうが、多孔質構造は内部に空気が入り込んでいるので、中空部が開いているオープンコア構造が好ましい。中空バルーンの形状は、球状、針状、板状、柱状等であってよいが、強度、防音性の点から、球状が好ましい。中空バルーンは、表面が酸化チタン等で処理されたものであってもよい。中空バルーンの粒子径は０．１〜２５０μｍ、好ましくは０．３〜２２０μｍであり、さらに好ましくは１〜２００μｍである。中空バルーンの粒子径を０．１μｍ以上および２５０μｍ以下とすることにより、中空バルーンを添加することによる衝撃吸収性を充分に発揮させることができる。
中空バルーンの比重は、０．０１〜３、好ましくは０．０５〜２、さらに好ましくは０．１〜１である。比重を０．０１以上および３以下とすることにより、衝撃吸収性を充分に発揮させることができ、かつ、軽量性に大きな影響を与えることを避けることができる。中空バルーンとしては、上記の特性を有するものであれば特に限定されず、例えば、ＪＳＲ中空粒子（日本合成ゴム社製）、マイクロドール（ヘキスト合成社製）、マイクロスフィアー（松本油脂製薬社製）、ＣＥＬ−ＳＴＡＲ（旭ガラス社製）、ＨＳＣ−１１０（東芝バロテイーニ社製）、ＳＹＢシリーズ（豊和直社製）、UCAR Phenolic Micro balloon(ユニオンカーバイト社製)等を挙げることができる。
中空バルーンの含有量は、上記ゲル（高吸水性ポリマーが水を吸収した含水物）１００部（容量）に対して、５〜１６０部（容量）、好ましくは１０〜１００部（容量）、さらに好ましくは３０〜８０部（容量）である。
中空バルーンの含有量を上記ゲルに対して５部以上および１６０部以下とすることにより、衝撃吸収性を充分に発揮させることができ、かつ、軽量性を確保することができる。
【００１２】
図１は、ゲル充填層を含む本発明の複合装甲板の一実施態様において、注水前の状態を示す模式図であり、図２は前記図１における一実施態様において高吸水性ポリマーが水を吸収して含水ゲルになった状態を示す模式図である。
図１および図２において、符号１は銃弾または砲弾、２はゲル充填層における空間、３はセラミック板、４は接着剤層、５は金属板（矩形容器）、６は高弾性繊維板、７は付加的金属板、8は高吸水性ポリマー（中空バルーンを含む）、９は供給口、１０は高吸水性ポリマー供給口または空気排出口、１１はゲル層排出口、１２はゲル層（中空バルーンを含む）を示す。
また、本発明の複合装甲板において、ゲル充填層は平時には空間を形成し、かつ、同空間の一部に高吸水性ポリマーが配設される。このように、平時には空間が形成されているため、水による無駄な荷重がかかるのを防ぐことができる。
緊急時（有事）には弁を開にして同空間に注入された水と同高吸水性ポリマーとの作用によりゲル充填層が形成されるようにしてもよい（図１参照）。
図１に示すように、下部に排出弁を設けておけば、緊急時が解除された後、空間内に形成されているゲルを圧縮空気などで排出して、新しい高吸水性ポリマー（必要に応じて、中空バルーンとの混合物）を補充しておけば再び緊急時（有事）に備えることができる。
高吸水性ポリマーは通常、粉末か顆粒状であるので、中空バルーンを使用する場合は事前に混合して空間内に配設しておく。高吸水性ポリマーと中空バルーンの混合比率は、前記のように「ゲル（高吸水性ポリマーが水を吸収した含水物）１００部（容量）に対して、５〜１６０部（容量）、好ましくは１０〜１００部（容量）、さらに好ましくは１０〜８０部（容量）」になるように設定する。
ゲル充填層の空間の厚さは、上記のように２枚の金属板の間隔とほぼ同じで、通常５０ｍｍ〜３００ｍｍ、好ましくは１００ｍｍ〜２００ｍｍの範囲である。ゲル充填層の空間の厚さを５０ｍｍ以上とすることにより、衝撃吸収性を有効に発揮させ、３００ｍｍ以下とすることにより、コンパクト性と軽量性を確保し、かつ、コストアップを防ぐことができる。
本発明の複合装甲板において、各層は隣接する層と通常、合成ゴム系やエポキシ樹脂等の接着剤からなる層を介して積層される。
【００１３】
本発明の複合装甲板において、ゲル充填層に空間を形成させておくことにより、周囲に常に水が存在している艦船用に用いると極めて有効であるが、緊急時（有事）に水の使用が可能な場所であれば、陸上の車両にも使用することができる。
本発明の複合装甲板はゲル状物質を充填するため、小銃弾、機銃弾、小型砲弾の繰り返し攻撃に対して特に有効である。
【実施例】
【００１４】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
【００１５】
〔実施例１〕
以下の構成を有する４００ｍｍ×４００ｍｍの複合装甲板を作製した。
最外側用部材として、厚さ８ｍｍ、大きさ１００ｍｍ×１００ｍｍ、硬度２５ＧＰａのアルミナを主成分とするセラミック板を１６枚準備した。
内側用部材として、厚さ１２ｍｍ、大きさ４００ｍｍ×４００ｍｍの高弾性繊維板（ディユポン製の芳香族ポリイミド繊維、ケブラーをウレタン樹脂で固めた交互積層強化板）を準備した。
次に、厚さ５ｍｍ、大きさ４００ｍｍ×４００ｍｍの高張力鋼板（ヤング率２００ＧＰａ）を２枚準備して、２枚の高張力鋼板を４０ｍｍ間隔、縦方向に平行に配置して上部は開口したまま、側面および底面に鋼製の支持部材（細長い短冊状の板、底面用のものには排出口が設けられている）を取り付けることにより薄型矩形の容器を形成させた。次いで、上部開口部に水または高吸水性ポリマー供給口もしくは空気排出口を取り付けた支持部品（細長い短冊状の板）を取り付けた。
水供給口から４０ｍｍ間隔の空間に６４００ｇの高分子ゲル[６４ｇの高分子ゲル樹脂（日本触媒社製）に水６３３６ｇを加えて生成した含水ゲル]を供給して充填した。
高分子ゲルが充填された矩形の容器を形成している両側の高張力鋼板に上記セラミック板と高弾性繊維板をそれぞれ接着剤（ゴム含有エポキシ樹脂を主成分とするボンディングシート）を塗布して加熱、加圧することにより貼り付けて複合装甲板を作製した。セラミック板１６枚は４枚×４枚の碁盤目状に貼り付けた。
砲弾やミサイルに対する抗堪性を比較するため、複合装甲板の硬度（セラミック板側）と複合装甲板全体の弾性率を測定した。また、本発明の目的である軽量性を比較するために複合装甲板の質量を測定して表１に示した。
【００１６】
〔実施例２〕
実施例１で使用したゲルを排出口から全て排出した後、高分子ゲル中に容積比で７０％のシラスバルーン（平均粒径：２〜１０μｍ）を含むものを用いた以外は実施例１と同様に行い、複合装甲板を作製して表面硬度等を測定して表１に示した。
【００１７】
〔実施例３〕
平時の状態を想定して高分子ゲルを充填せず、４０ｍｍ間隔の空間の底部（図１参照）に６４ｇ（空間１０００ｃｍ3あたり１０ｇ）の高吸水性ポリマー（日本触媒社製）を投入しておき、次いで緊急時（有事）を想定して模擬海水を約６．４リットル注入して高吸水性ポリマーを含水ゲル化させて空間を満たした（図２参照）以外は実施例１と同様に行い、複合装甲板を作製して表面硬度等を測定して表１に示した。
【００１８】
〔比較例１〕
４０ｍｍ間隔の空間に何も充填しなかった以外は実施例１と同様に行い、複合装甲板を作製して表面硬度等を測定して表１に示した。
【００１９】
〔比較例２〕
実施例１で使用したゲルの替わりに水を注入した以外は実施例１と同じようにして複合装甲板を作製して表面硬度等を測定して表１に示した。
【００２０】
〔応用例１〕
上記実施例および比較例で得られた各複合装甲板に対して繰り返し射撃を想定した穴あけテストを実施した。１０ｍｍφ、２０ｍｍφ、３０ｍｍφの穴をあけたところ、「合格品」は充填物が漏れなかったことを示す。一方、「不合格品」は充填物が漏れたことを示す。結果を合わせて表１に示す。
【００２１】
【表１】
2008196803.tif 000003
【００２２】
表１から分かるように、本発明の複合装甲板は、平時には軽量性を確保することができるとともに繰り返し射撃に対する抗堪性に優れた複合装甲板であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の複合装甲板は、平時には軽量で、緊急時（有事）においては砲弾やミサイルに対する抗堪性やコンパクト性に優れており、艦船用として特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ゲル充填層を含む本発明の複合装甲板の一実施態様において、注水前の状態を示す模式図である。
【図２】ゲル充填層を含む本発明の複合装甲板の一実施態様において、注水後高吸水性ポリマーが水を吸収して含水ゲルになった状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２５】
１：銃弾または砲弾
２：ゲル充填層における空間
３：セラミック板
４：接着剤層
５：金属板（矩形容器）
６：高弾性繊維板
７：付加的金属板
8：高吸水性ポリマー（中空バルーンを含む）
９：供給口
１０：高吸水性ポリマー供給口または空気排出口
１１：ゲル層排出口
１２：ゲル層（中空バルーンを含む）
【図１】
2008196803.tif 000004
【図２】
2008196803.tif 000005