IPC分类号：
A42B3/06 | B29C70/20 | B29C70/30 | F41H1/04 | B32B5/12 | F41H5/04
当前申请(专利权)人：
アライド‐シグナル·インコーポレーテッド
原始申请(专利权)人：
アライド‐シグナル·インコーポレーテッド
当前申请(专利权)人地址：
アメリカ合衆国ニュージャージー州07960,モーリス·カウンティ,モーリス·タウンシップ,コロンビア·ロード·アンド·パーク·アベニュー (番地なし)
发明人：
リ,シン·ラン | プレヴァーセク,デュサン·シー
摘要：
本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
权利要求：
【請求項 1】
複数のプリブレグパケットからなり、各プリブレグパケットは少なくとも約
【請求項 2】
つのプリブレグ層を含み、各プリブレグ層はポリマーのマトリックスの中に埋
入された複数の一方向に並んだ共平面上の繊維を含み、プリブレグパケット中の
隣接する層の繊維が相互に約45°から90°の角度をなしている前記複数のプ
リブレグパケットを含む耐衝撃性複合材料のシェルからなるヘルメット。
【請求項 3】
2.プリブレグパケット中の隣接する層の繊維が互いに約90°の角度をなして
いる請求の範囲第1項記載のヘルメット。
【請求項 4】
3.プリブレグパケットは平らな形状をなしており、それはプリブレグパケット
がシェルの形に形成されるのを可能にするパターンに裁断され、そしてシェルの
形に形成された時にプリブレグパケットが実質的に皺を持たないようにパターン
に切れ目が入れられており、切れ目は隣接する縁が実質的に合わさって継ぎ目を
形成し、隣接するプリブレクパケットがオーバーラップしない継ぎ目を有する請
求の範囲第1項記載のヘルメット。
【請求項 5】
4.プリブレグ層が、整列した少なくとも二つの隣接する共平面の繊維の要素か
らなり、各要素はポリマーのマトリックス中に埋入された複数の一方向繊維を含
み、繊維は最高8インチまでの長さを有し、隣接する要素がポリマーのマトリッ
クスによって接合されている請求の範囲第1項記載のヘルメット。
【請求項 6】
5.繊維の長さが約2インチから約6インチである請求の範囲第4項記載のヘル
メット。
【請求項 7】
6.繊維が少なくとも約160g/デニールの引張りモジュラスと少なくとも7
ジュール/gの破断エネルギーを有する請求の範囲第1項記載のヘルメット。
【請求項 8】
7.各プリブレグパケットが5~20個のプリブレグ層からなる請求の範囲第1
項記載のへルメット。
【請求項 9】
8.複合材料のシェルが2~50個のプリブレクパクットからなる請求の範囲第1項記載のヘルメット。
【請求項 10】
9.繊維が、ポリオレフィン.ポリビニルアルコール、ポリアラミド及びそれら
の組み合わせから構成される群から選ばれる請求の範囲第1項記載のヘルメット
。
【請求項 11】
10.2から500個のプリブレグ層がある請求の範囲第1項記載のヘルメット
。
【請求項 12】
11.40から150個の層がある請求の範囲第9項記載のヘルメット。
【請求項 13】
12.プリブレグパケットの積層された交互のプリブレグ層内の繊維の角度が大
体において同一である請求の範囲第1項記載のヘルメット。
【請求項 14】
13.プリブレクパケットの少なくとも二つのポリマーマトリックスの引張りモ
ジュラスが異なる請求の範囲第1項記載のヘルメット。
【請求項 15】
14.シェルには内側と外側があり、シェルの外側の少なくとも二つのプリブレ
クパケットがシェルの他の層のポリマーマトリックスより高い引張りモジュラス
のポリマーマトリックスを有している請求の範囲第12項記載のヘルメット。
【請求項 16】
15.少なくとも二つのプリブレグパケット中の隣接層の繊維の角度が異なる請
求の範囲第1項記載のヘルメット。
【請求項 17】
16.シェルが内側と外側を有し、そして少なくとも二つの外側のプリブレグパ
ケットから作られたエルが隣接する層の間でシェルのプリブレグパケット中の他
背景技术：
この発明は複合材料から作られた製品の分野にある。更に具体的には、この発明
は耐衝撃性の複合材料の外殻(シェル)からなるヘルメットに関する。
【0114】耐衝撃性と特に急所衝撃抵抗性を持つヘルメットは当該技術に公知である。その
ようなヘルメットの耐衝撃性と急所衝撃抵抗性を改良する為の努力が不断に行な
われている。
【0115】各種のヘルメットとその製造法が、例えば米国特許第4.199.388号およ
び英国特許出願2098852号のような公刊物に記述されている。英国特許出
願の中に示されている如く、フラットなシートから切断した強化布地を用いてヘ
ルメットのような形をした三次元の球面に形成された複合製品をデザインする試
みが絶えず行なわれている。布地の複合材料は、成形中に布地に皺が寄らないよ
うにヘルメットに成形しなければならない。同時に、三次元の形態を得る為に起
こる布地の中の継ぎ目と縁端に沿った弱点が無いようにしなければならない。
【0116】高い強度の繊維から作られる複合物の設計において、考えられる典型的な有用製
品がヘルメットである。これらの実例は、例えば、共通に譲渡された米国特許第
4.403.012号。
【0117】同4,457.985号、同4,501,858号、同4,613.535号、
同方弐/
4.623,574号、同4,650,710号並びに共通に譲渡された米国特
許第4.820.568号及び1987年8月3日に出願された米国特許出願第
081.074号に見られる。
【0118】米国特許第4,309.487号は、各層の中で繊維が一方向に並んでいて隣接
する層の中では繊維が互いに角度をなしているようなポリエチレン繊維の急所衝
撃抵抗性の積層物を開示している。
【0119】積層物は接着剤無しで作られており、各層の厚さは少なくとも0.00127c
mである。15.24cmX15.24cm平方のフィルム積層物が実施例に開
示されている。米国特許第4.079.161号は特に興味がある。
【0120】英文明細書節3頁1行~第5頁末行
(翻訳文第4頁1行~第8頁3行)
図の簡単な説明
図1は本発明のヘルメットの上面図である。
【0121】図2は本発明のヘルメットの側面図である。
【0122】図3はプリプレグパケットを示す本発明のヘルメットの側面図である。
【0123】図4はプリプレグ層における繊維の方向を示す本発明のヘルメットの模型的な一
部切り欠いた側面図である。
【0124】図5はプリプレグ層を示すプレプレグパケットの一部分の断面図である。
【0125】図6はプリプレグパケットを示すヘルメットの外殻(シェル)の一部分の断面図
である。
【0126】図7と8は本発明のヘルメットのシェルを作るのに役立つパターンに裁断された
プリプレグパケットの縮尺の一定でない図本発明は、付属する図面を参照するこ
とによって当該技術に熟練した者に容易に理解されるであろう。
【0127】本発明の好ましい具体例は付属する図1~8に関して記述されているが、これら
の図の好ましい具体例を例示することのみを目的としたものであり、これらによ
って本発明の範囲を限定するものではない。
【0128】本発明は耐衝撃性の複合シェル12からなるヘルメット10を指向したものであ
る。本発明の設計は、米国特許第4,820,588号の中の組成物に対して見
出される改良された耐衝撃性と、特に急所衝撃抵抗性を利用する為に為されたも
のである。高強度繊維を用いて作られた複合材料は、結果として改良された急所
衝撃抵抗性をもたらすが、この場合、隣接層の繊維は互いに45°~90°1好
ましくは60°~90°、更に好ましくは80°~90″、最も好ましくは約9
0°の角度をなしている。交互に積み重なる層の繊維の角度も大体において同じ
であるのが好ましい。
【0129】複合材料中の繊維は比較的短いものでも良く、繊維長は最高でも20J2cmま
で、好ましくは2.54~20.32cm、更に好ましくは5~15cm、最も
好ましくは5~10(1)である。
【0130】本発明のヘルメット10は耐衝撃性の複合材料のシェル12からなる。複合材料
のシェルは複数の、少なくとも2個、好ましくは5~20個のプリプレグパケッ
ト14から作られている。各プリプレグパケット14は、少なくとも2個の、好
ましくは5~20個のプリプレグ層16からなる。各プリプレグ層は、ポリマー
マトリックス20の中に埋入された複数の一方向共平面繊維18からなる。プリ