WO2014038508A1 - 衝撃吸収部材 - Google Patents
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Abstract
Description
かかる要求特性に対して、樹脂を用いた衝撃吸収部材としては、主として、繊維強化樹脂組成物の成形体および非強化樹脂組成物の成形体が挙げられる。
[1]ポリアミド樹脂、反応性官能基を有するゴム質重合体および繊維状無機充填材を配合してなる繊維強化樹脂組成物を成形してなる成形体(D1)と、ポリアミド樹脂および反応性官能基を有するゴム質重合体を配合してなる非強化樹脂組成物を成形してなる成形体(D2)とを重ねて配置してなり、成形体(D1)を配置した側を、衝撃力を受ける側とする衝撃吸収部材。
[2]前記成形体(D1)の最小厚み(d1)が1.0~10.0mmであり、前記成形体(D2)の最小厚み(d2)が0.5~5.0mmである、[1]の衝撃吸収部材。
[3]前記成形体(D1)の最小厚み(d1)と前記成形体(D2)の最小厚み(d2)が、下記式(I)および(II)を満足する、上記[1]または[2]の衝撃吸収部材。
(I) 2.3mm≦(d1)+(d2)≦12.0mm
(II) 0.4≦(d1)/(d2)≦10.0
[4]前記反応性官能基を有するゴム質重合体の反応性官能基が、エポキシ基、酸無水物基、アミノ基、カルボキシル基、カルボキシル金属塩およびオキサゾリン基からなる群より選ばれる少なくとも1種である、上記[1]~[3]のいずれかの衝撃吸収部材。
[5]前記成形体(D1)および前記成形体(D2)が、電子顕微鏡観察において、ポリアミド樹脂が連続相(A)、反応性官能基を有するゴム質重合体が分散相(B)を形成し、かつ、分散相(B)中に、ポリアミド樹脂と反応性官能基を有するゴム質重合体の反応により生成した化合物よりなる粒子径1~100nmの微粒子を含有し、分散相(B)中における前記微粒子の占める面積が10%以上であるモルホロジーを有する、上記[1]~[4]のいずれかの衝撃吸収部材。
[6]保護容器において衝撃力を受ける部材として用いられる、上記[1]~[5]のいずれかの衝撃吸収部材。
本発明の衝撃吸収部材は、繊維強化樹脂組成物を成形してなる成形体(D1)と、非強化樹脂組成物を成形してなる成形体(D2)とを重ねて配置してなる。
150℃以上の結晶融解温度を有するポリアミド樹脂の具体的な例としては、ポリカプロアミド(ポリアミド6)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ポリアミド66)、ポリペンタメチレンアジパミド(ポリアミド56)、ポリテトラメチレンアジパミド(ポリアミド46)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ポリアミド610)、ポリペンタメチレンセバカミド(ポリアミド510)、ポリテトラメチレンセバカミド(ポリアミド410)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ポリアミド612)、ポリウンデカンアミド(ポリアミド11)、ポリドデカンアミド(ポリアミド12)、ポリカプロアミド/ポリヘキサメチレンアジパミドコポリマー(ポリアミド6/66)、ポリカプロアミド/ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー(ポリアミド6/6T)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6T)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6I)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミド/ポリカプロアミドコポリマー(ポリアミド66/6I/6)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド6T/6I)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリデカンアミドコポリマー(ポリアミド6T/12)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6T/6I)、ポリキシリレンアジパミド(ポリアミドXD6)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリ-2-メチルペンタメチレンテレフタルアミドコポリマー(ポリアミド6T/M5T)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリペンタメチレンテレフタルアミドコポリマー(ポリアミド6T/5T)、ポリペンタメチレンテレフタルアミド/ポリペンタメチレンアジパミドコポリマー(5T/56)、ポリノナメチレンテレフタルアミド(ポリアミド9T)、ポリデカメチレンテレフタルアミド(ポリアミド10T)およびこれらの共重合体などが挙げられる。繊維強化樹脂組成物および非強化樹脂組成物の成形性、衝撃吸収部材の耐熱性、耐薬品性、耐油性、耐摩擦摩耗性、耐衝撃性、強度、靱性、剛性などの必要特性に応じて、これらを2種以上用いてもよい。
これらの中でも、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド56、ポリアミド610、ポリアミド510、ポリアミド410、ポリアミド612、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド6/66、ポリアミド66/6T、ポリアミド6T/6I、ポリアミド66/6I/6、ポリアミド6T/5Tなどがより好ましい。ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610がさらに好ましく、繊維強化樹脂組成物および非強化樹脂組成物の成形性と衝撃吸収部材の衝撃吸収性、剛性をより高いレベルで両立させることができる。
ポリアミド樹脂(A)のVNを上記範囲にする方法としては、例えば、所望の重合度を有するポリアミド樹脂を選択して用いる方法や、重合度の異なる2種以上のポリアミド樹脂(A)を組み合わせて、VNを上記範囲内に調整する方法などを挙げることができる。
前記に示した繊維状無機充填材の中でも、ガラス繊維、炭素繊維がより好ましく用いられる。
(I) 2.3mm≦(d1)+(d2)≦12.0mm
(II) 0.4≦(d1)/(d2)≦10.0
(d1)+(d2)を2.3mm以上とすることにより、繊維強化樹脂組成物および非強化樹脂組成物の成形性、衝撃吸収部材の衝撃吸収性、剛性をより向上させることができる。(d1)+(d2)は3.0mm以上がより好ましい。一方、(d1)+(d2)を12.0mm以下とすることにより、衝撃吸収部材を軽量化することができる。(d1)+(d2)は9.0mm以下がより好ましい。
また、主に衝撃吸収と変形量抑制を担う成形体(D1)の最小厚み(d1)と、主に残衝撃吸収と貫通破壊抑制を担う成形体(D2)の最小厚み(d2)の比((d1)/(d2))を0.4以上とすることにより、外部から衝撃エネルギーを受けた際の衝撃吸収部材の変形量をより抑えることができる。(d1)/(d2)は0.7以上がより好ましい。一方、(d1)/(d2)を10.0以下とすることにより、衝撃吸収部材の貫通破壊を抑えることができる。(d1)/(d2)は6.0以下がより好ましい。
これらの中でも、ポリアミド樹脂(A)、反応性官能基を有するゴム質重合体(B)および必要により各種添加剤類を添加して溶融混練してポリアミド樹脂-ゴム質重合体複合組成物(A-B)を製造する方法が好ましい。
(1)特開2008-156604号公報に記載の方法、すなわち、熱可塑性樹脂(A)と反応性官能基を有する樹脂(B)を、スクリュー長さLとスクリュー直径Dの比L/Dが50以上で複数箇所のフルフライトゾーンおよびニーディングゾーンを有する二軸押出機に投入し、スクリュー中のニーディングゾーンの樹脂圧力のうち最大の樹脂圧力をPkmax(MPa)、スクリュー中のフルフライトゾーンの樹脂圧力のうち最小の樹脂圧力をPfmin(MPa)としたときに、
Pkmax≧Pfmin+0.3
を満たす条件で溶融混練して製造する方法。
(2)特開2006-347151号公報に記載の方法、すなわち、熱可塑性樹脂(A)と反応性官能基を有する樹脂(B)、および必要により(A)以外の熱可塑性樹脂類、(B)以外のゴム類、充填材、各種添加剤類を、スクリュー長さLとスクリュー直径Dの比L/Dが50以上である二軸押出機に投入し、滞留時間を1分間~30分間、押出量をスクリュー回転1rpm当たり0.01kg/h以上とする条件で溶融混練する方法。
(3)国際公開第2009/119624号に記載の方法、すなわち、熱可塑性樹脂(A)と反応性官能基を有する樹脂(B)、および必要により(A)以外の熱可塑性樹脂類、(B)以外のゴム類、充填材、各種添加剤類を、伸張流動しつつ溶融混練する方法。
(4)特開2011-063015号公報に記載の方法、すなわち、熱可塑性樹脂(A)と反応性官能基を有する樹脂(B)、および必要により(A)以外の熱可塑性樹脂類、(B)以外のゴム類、充填材、各種添加剤類を、押出機により、伸張流動しつつ溶融混練した後に切り欠き型ミキシングスクリューで溶融混練する方法。
これらの中でも、衝撃吸収部材の衝撃吸収性、剛性、生産性の観点から、前記(4)の方法が好ましい。なお、L/Dとは、スクリュー長さLを、スクリュー直径Dで割った値のことである。スクリュー長さとは、スクリュー根元の原料が供給される位置(フィード口)にあるスクリューセグメントの上流側の端部から、スクリュー先端部までの長さである。また、押出機において、原材料が供給される側を上流、溶融樹脂が吐出される側を下流ということがある。
<自動車内外装用歩行者保護>
カウルルーバー、バンパー、エネルギーアブソーバ、アンダーカバー、ボンネット、フェンダなどに好ましく使用することができる。
<自動車内外装用搭乗者保護>
クラッシュパッド、ピラートリム、ドアトリム、インストルメントパネル、アームレスト、コンソールボックス、下肢障害軽減部材、内装部材などに好ましく使用することができる。
<機械システムの保護容器>
エンジンオイルパン、エンジンカバーなどに好ましく使用することができる。
<電機システムの保護容器>
スマートフォン筐体、携帯電話筐体、パソコン筐体、電池ハウジンクなどに好ましく使用することができる。
シリンダー温度260℃、金型温度80℃の条件でISO試験片を射出成形し、ISO178に準拠し曲げ弾性率を測定した。
シリンダー温度260℃、金型温度80℃の条件でISO試験片を射出成形し、ISO179に準拠し測定した。
射出成形により得られたISO試験片の断面方向中心部を1~2mm角に切削し、四酸化ルテニウムで反応性官能基を有するゴム質重合体を染色した。染色した切削片から、0.1μm以下(約80nm)の超薄切片をウルトラミクロトームにより-196℃で切削し、まずは5千倍に拡大して、透過型電子顕微鏡で連続相と分散相を評価した。このとき、熱可塑性樹脂(A)は黒~灰色に観察され、反応性官能基を有するゴム質重合体(B)は白色に観察される。5千倍で連続相および分散相を評価できない場合は、3万5千倍までの範囲で、連続相および分散相が観察できる倍率にまで拡大して観察した。このとき、相中の最大径が10nm以上の分散相を観察することができる。次にこれを3万5千倍に拡大して、反応性官能基を有するゴム質重合体の分散相(B)内の粒子径1~100nmの微粒子の有無を観察した。反応性官能基を有するゴム質重合体の分散相(B)中における微粒子の占める面積は、Scion Corporation社製画像解析ソフト「Scion Image」を使用し算出した。粒子径は、得られた画像から無作為に10個の粒子を選択し、各々の粒子の最大径と最小径を測定して平均値を求め、その後、それら10個の平均値の数平均値を算出することにより求めた。
シリンダー温度260℃、金型温度80℃の条件で所定厚みの80mm×80mm角板(板状の成形体)を射出成形し、INSTRON9250HV dynatup試験機を使用し、錘形状φ12.64円錘、質量10kg、高さ0.4mから自由落下させる高速落錘衝撃試験を行い、表面形態(角板破壊の有無)を目視観察し、試験後の変形量を測定した。なお、成形体(D1)および成形体(D2)の表面形態は以下の基準により判定した。
成形体(D1) ; 未破壊:A、クラック:B、脆性破壊:C
成形体(D2) ; 未破壊:A、貫通または脆性破壊:C
実施例21~25で得られた、リブ付き成形体(D1)と成形体(D2)とを重ねて配置した衝撃吸収部材について、リブ付き成形体(D1)が配置された側を衝撃力を受ける側とし、成形体(D2)が配置された側を反対側として、INSTRON9250HV dynatup試験機を使用し、錘形状φ12.64円錘、質量24kg、高さ0.3mから自由落下させる高速落錐衝撃試験を行い、表面形態(角板破壊の有無)を目視観察し、試験後の変形量を測定した。なお、成形体(D1)および成形体(D2)の表面形態は以下の基準により判定した。
成形体(D1) ; 未破壊:A、クラック:B、脆性破壊:C
成形体(D2) ; 未破壊:A、貫通または脆性破壊:C
A-1:ポリアミド6樹脂(粘度数VN135ml/g、結晶融解温度170℃、アミノ末端基濃度5.8×10-5mol/g)
A-2:ポリアミド66樹脂(粘度数VN135ml/g、結晶融解温度207℃、アミノ末端基濃度3.5×10-5mol/g)
A-3:ポリアミド610樹脂(粘度数VN135ml/g、結晶融解温度165℃、アミノ末端基濃度3.4×10-5mol/g)
アミノ末端基量は、85重量%フェノール-エタノール溶液にポリアミド樹脂を溶解し、チモールブルーを指示薬として塩酸水溶液で滴定することにより測定した。また、結晶融解温度は示差走査熱量測定器(DSC)を使用し、昇温・降温速度20℃/minで測定した。
B-1:エチレン/アクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル共重合体(住友化学社製 BF-7L)
共重合成分の重量比:エチレン/アクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル共重合体=70/27/3(wt%)
B-2:無水マレイン酸変性エチレン-1-ブテン共重合体(三井化学社製MH7010)
B-3:エチレン-メタクリル酸-メタクリル酸亜鉛塩共重合体(三井デュポンポリケミカル社製ハイミラン1706)
C-1:ガラス繊維(日本電気硝子社製T-249、平均繊維径φ13.0μm)
C-2:ガラス繊維(日本電気硝子社製T-251H、平均繊維径φ10.5μm)
樹脂R16:反応性官能基を有するゴム質重合体(B)を配合していない繊維強化樹脂(東レ製CM1011G30)
樹脂R17:反応性官能基を有するゴム質重合体(B)を配合していない非強化樹脂(東レ製CM1021)
表1に示す配合組成で各成分を混合し、窒素フローを行いながら、スクリュー径が65mm、スクリューが2条ネジの2本のスクリューである、L/D=31.5の同方向回転完全噛み合い型二軸押出機(日本製鋼所社製、TEX-65αII)を使用し、シリンダー温度230℃、スクリュー回転数220rpm、押出量300kg/hで溶融混練を行い、吐出口(L/D=31.5)よりストランド状の溶融樹脂を吐出した。その際のスクリュー構成は、L/D=10の位置から、ニーディングディスク先端側の頂部とその後面側の頂部との角度である螺旋角度θが、スクリューの半回転方向に20°であるツイストニーディングディスクをLk/D=4.0分連結させて、伸張流動しつつ溶融混練するゾーン(伸張流動ゾーン)を形成させた。さらに、伸張流動ゾーンの下流側に、L/D=0.5の逆スクリューゾーンを設けた。スクリュー全長に対する伸張流動ゾーンの合計の長さの割合(%)を、(伸張流動ゾーンの合計長さ)÷(スクリュー全長)×100により算出すると、13%であった。また、ツイストニーディングディスクの手前の圧力差(ΔP)から、伸張流動ゾーン内での圧力差(ΔP0)を差し引くことで、伸張流動ゾーン前後での流入効果圧力降下を求めた結果、150kg/cm2(14.7MPa)であった。さらにL/D=16および21の位置から、一条ネジでスクリューピッチが0.25Dかつ切り欠き数が1ピッチ当たり12である切り欠き型ミキシングスクリューを、それぞれLm/D=4.0分連結させて、2箇所のミキシングゾーンを形成させた。スクリュー全長に対するミキシングゾーンの合計の長さの割合(%)を、(ミキシングゾーンの合計長さ)÷(スクリュー全長)×100により算出すると、25%であった。またミキシングゾーンを構成する切り欠き型ミキシングスクリューのうち、スクリュー軸の回転方向とは逆廻りのネジ廻り方向であるスクリューの割合(%)は75%とした。ベント真空ゾーンはL/D=27の位置に設け、ゲージ圧力-0.1MPaで揮発成分の除去を行った。ダイヘッドを通過して4mmφ×23ホールから吐出された溶融樹脂をストランド状に引いて冷却バスを通過させて冷却し、ペレタイザーにより引取りながら裁断することにより、樹脂R1のペレット状のサンプルを得た。
表1に示す配合組成で各成分を混合し、窒素フローを行いながら、スクリュー径が65mm、スクリューが2条ネジの2本のスクリューである、L/D=35の同方向回転完全噛み合い型二軸押出機(日本製鋼所社製、TEX-65αII)を使用し、表1に示すシリンダー温度、スクリュー回転数220rpm、押出量300kg/hで溶融混練を行い、吐出口(L/D=35)よりストランド状の溶融樹脂を吐出した。その際のスクリュー構成は、L/D=7、16、25の位置から始まる3箇所のニーディングゾーンを設け、各ニーディングゾーンの長さLk/Dは、順番にLk/D=3.0、3.0、3.0とした。さらに各ニーディングゾーンの下流側に、逆スクリューゾーンを設け、各逆スクリューゾーンの長さLr/Dは、順番にLr/D=0.5、0.5、0.5とした。また、スクリュー全長に対する前記ニーディングゾーンの合計長さの割合(%)を、(ニーディングゾーンの合計長さ)÷(スクリュー全長)×100により算出すると、26%であった。ベント真空ゾーンはL/D=30の位置の位置に設け、ゲージ圧力-0.1MPaで揮発成分の除去を行った。ダイヘッドを通過して4mmφ×23ホールから吐出された溶融樹脂をストランド状に引いて冷却バスを通過させて冷却し、ペレタイザーにより引取りながら裁断することにより、樹脂R2~R6のペレット状のサンプルを得た。
表2に示す配合組成で各成分を混合し、窒素フローを行いながら、スクリュー径が65mm、スクリューが2条ネジの2本のスクリューである、L/D=45の同方向回転完全噛み合い型二軸押出機(日本製鋼所社製、TEX-65αII)を使用し、シリンダー温度230℃、スクリュー回転数350rpm、押出量200kg/hで溶融混練を行い、吐出口(L/D=45)よりストランド状の溶融樹脂を吐出した。その際のスクリュー構成は、L/D=10の位置から、ニーディングディスク先端側の頂部とその後面側の頂部との角度である螺旋角度θが、スクリューの半回転方向に20°であるツイストニーディングディスクをLk/D=4.0分連結させて、伸張流動しつつ溶融混練するゾーン(伸張流動ゾーン)を形成させた。さらに、伸張流動ゾーンの下流側に、L/D=0.5の逆スクリューゾーンを設けた。スクリュー全長に対する伸張流動ゾーンの合計の長さの割合(%)を、(伸張流動ゾーンの合計長さ)÷(スクリュー全長)×100により算出すると、9%であった。また、ツイストニーディングディスクの手前の圧力差(ΔP)から、伸張流動ゾーン内での圧力差(ΔP0)を差し引くことで、伸張流動ゾーン前後での流入効果圧力降下を求めた結果、150kg/cm2(14.7MPa)であった。さらにL/D=16および21の位置から、一条ネジでスクリューピッチが0.25Dかつ切り欠き数が1ピッチ当たり12である切り欠き型ミキシングスクリューを、それぞれLm/D=4.0分連結させて、2箇所のミキシングゾーンを形成させた。スクリュー全長に対するミキシングゾーンの合計の長さの割合(%)を、(ミキシングゾーンの合計長さ)÷(スクリュー全長)×100により算出すると、18%であった。またミキシングゾーンを構成する切り欠き型ミキシングスクリューのうち、スクリュー軸の回転方向とは逆廻りのネジ廻り方向であるスクリューの割合(%)は75%とした。さらに、L/D=35の位置にLk/D=3.0のニーディングゾーンを設け、その下流側にLr/D=0.5の逆スクリューゾーンを設けた。L/D=33の位置にはサイドフィーダーを設置し、繊維状無機充填材(C)以外の原料は押出機根元(L/D=1の位置)から、繊維状無機充填材(C)は押出機途中(L/D=33の位置)から、表2に従って投入した。ベント真空ゾーンはL/D=40の位置に設け、ゲージ圧力-0.1MPaで揮発成分の除去を行った。ダイヘッドを通過して4mmφ×23ホールから吐出された溶融樹脂をストランド状に引いて冷却バスを通過させて冷却し、ペレタイザーにより引取りながら裁断することにより、樹脂R7のペレット状のサンプルを得た。
表2に示す配合組成で各成分を混合し、窒素フローを行いながら、スクリュー径が65mm、スクリューが2条ネジの2本のスクリューである、L/D=35の同方向回転完全噛み合い型二軸押出機(日本製鋼所社製、TEX-65αII)を使用し、表2に示すシリンダー温度、スクリュー回転数200rpm、押出量300kg/hで溶融混練を行い、吐出口(L/D=35)よりストランド状の溶融樹脂を吐出した。その際のスクリュー構成は、L/D=7、16、25の位置から始まる3箇所のニーディングゾーンを設け、各ニーディングゾーンの長さLk/Dは、順番にLk/D=3.0、3.0、3.0とした。さらに各ニーディングゾーンの下流側に、逆スクリューゾーンを設け、各逆スクリューゾーンの長さLr/Dは、順番にLr/D=0.5、0.5、0.5とした。また、スクリュー全長に対する前記ニーディングゾーンの合計長さの割合(%)を、(ニーディングゾーンの合計長さ)÷(スクリュー全長)×100により算出すると、26%であった。さらにL/D=23の位置にサイドフィーダーを設置し、繊維状無機充填材(C)以外の原料は押出機根元(L/D=1の位置)から、繊維状無機充填材(C)は押出機途中(L/D=23の位置)から、表2に従って投入した。ベント真空ゾーンはL/D=30の位置に設け、ゲージ圧力-0.1MPaで揮発成分の除去を行った。ダイヘッドを通過して4mmφ×23ホールから吐出された溶融樹脂をストランド状に引いて冷却バスを通過させて冷却し、ペレタイザーにより引取りながら裁断することにより、樹脂R8~R15、R18のペレット状のサンプルを得た。
上述の製造方法によって得られたペレットを真空乾燥後、射出成形機を用いて、所定の特性評価用試験片を得た。得られた試験片について、前記方法で剛性(曲げ弾性率)、ノッチ付シャルピー衝撃強度、分散相(B)中における微粒子の割合を測定した。その結果を表1~2に示す。なお、モルホロジー観察において、いずれもポリアミド樹脂が連続相(A)、反応性官能基を有するゴム質重合体が分散相(B)を形成していることが確認できた。また、樹脂R1を住友重機械工業(株)製 SE30Dにて成形したJIS-5Aダンベルに対して、オートグラフAG100kNG(島津製作所製)にて引張試験を行ったところ、引張速度V1、V2のときの引張弾性率をE(V1)、E(V2)とすると、V1<V2のとき、E(V1)>E(V2)であった。なお、引張試験はチャック間距離50mmとし、引張速度100mm/min、500mm/min、1000mm/minの3条件で行った。
上述の製造方法によって得られたペレット(樹脂R1~R15)を真空乾燥後、射出成形機を用いて、表3~4に示す最小厚みを有する80mm×80mm角板状の成形体(D1)および成形体(D2)を得た。表3~4に示す成形体(D1)と成形体(D2)とを重ね合わせて配置して衝撃吸収部材を作製した。前記成形体(D1)が配置された側を衝撃力を受ける側とし、成形体(D2)が配置された側を反対側として、前述の方法により高速落錘衝撃試験を行い衝撃吸収性-1を評価した。その結果を表3~4に示す。ここで得られた衝撃吸収部材は、衝撃吸収性と剛性に優れ、外部から受けた衝撃エネルギーを短い変形量で吸収することができることから、実用価値の高いものであった。
表4に示す成形体(D1)と成形体(D2)とを2色成形したこと以外は、実施例2と同様にして、衝撃吸収部材を作製し、衝撃吸収性-1を評価した。その結果を表4に示す。ここで得られた衝撃吸収部材は、衝撃吸収性と剛性に優れ、外部から受けた衝撃エネルギーを短い変形量で吸収することができることから、実用価値の高いものであった。
上述の製造方法によって得られたペレット(R1、R8、R12、R18)を真空乾燥後、射出成形機を用いて、表5に示す最小厚みを有する80mm×80mm角板にリブ(厚み2mm、高さ10mm、ピッチ10mm×10mm)を設けたリブ付成形体(D1)と、表5に示す最小厚みを有する80mm×80mm角板状の成形体(D2)を得た。表5に示すリブ付成形体(D1)と成形体(D2)とを重ね合わせて配置して衝撃吸収部材を作製した。前記リブ付成形体(D1)が配置された側を衝撃力を受ける側とし、角板状の成形体(D2)が配置された側を反対側として、前述の方法により高速落錘衝撃試験を行い衝撃吸収性-2を評価した。その結果を表5に示す。ここで得られた衝撃吸収部材は衝撃吸収性に優れ、外部から受けた衝撃エネルギーを短い変形量で吸収することができることから、実用価値の高いものであった。
上述の製造方法によって得られたペレット(R1、R3、R8、R10)を用いて表5に示すリブ付成形体(D1)と角板状の成形体(D2)とを2色成形したこと以外は、実施例21と同様にして、衝撃吸収部材を作製し、衝撃吸収性-2を評価した。その結果を表5に示す。ここで得られた衝撃吸収部材は衝撃吸収性に優れ、外部から受けた衝撃エネルギーを短い変形量で吸収することができることから、実用価値の高いものであった。
表6に示す単体の成形体(D2)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、衝撃吸収部材を作製し、衝撃吸収性を評価した。その結果を表6に示す。ここで得られた衝撃吸収部材は、上述の高速落錘衝撃試験を行った際に変形量が大き過ぎて貫通破壊されたことから、衝撃吸収部材として十分と言えるものではなかった。
表6に示す単体の成形体(D1)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、衝撃吸収部材を作製し、衝撃吸収性を評価した。その結果を表6に示す。ここで得られた衝撃吸収部材に対し上述の高速落錘衝撃試験を行ったところ、クラックが発生した。また、この部材は、衝撃時にシャープエッジ破片が飛散しやすく、流体を入れる容器などに用いた場合には内容物が漏れやすいことから、衝撃吸収部材として十分と言えるものではなかった。
表6に示す成形体(D2)が配置された側を衝撃力を受ける側としたこと以外は、実施例2と同様にして、衝撃吸収部材を作製し、衝撃吸収性を評価した。その結果を表6に示す。ここで得られた衝撃吸収部材に対し上述の高速落錘衝撃試験を行ったところ、衝撃力を受ける側に配置された成形体(D2)が貫通破壊され、反対側の成形体(D1)にクラックが発生した。また、これらの部材は、衝撃時にシャープエッジ破片が飛散しやすく、流体を入れる容器などに用いた場合には内容物が漏れやすいことから、衝撃吸収部材として十分と言えるものではなかった。
反応性官能基を有するゴム質重合体(B)を配合していない繊維強化樹脂R16(東レ製CM1011G30)を成形してなる表6に示す成形体(D1)を衝撃力を受ける側に配置したこと以外は、実施例2と同様にして、衝撃吸収部材を作製し、衝撃吸収性を評価した。その結果を表6に示す。ここで得られた衝撃吸収部材に対し上述の高速落錘衝撃試験を行ったところ、衝撃力を受ける側に配置された繊維強化樹脂R16を成形してなる成形体(D1)が破壊され、反対側の成形体(D2)が貫通破壊された。また、この部材は、衝撃時にシャープエッジ破片が飛散しやすく、流体を入れる容器などに用いた場合には内容物が漏れやすいことから、衝撃吸収部材として十分と言えるものではなかった。
反応性官能基を有するゴム質重合体(B)を配合していない非強化樹脂R17(東レ製CM1021)を成形してなる表6に示す成形体(D2)、および表5に示す成形体(D1)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、衝撃吸収部材を作製し、衝撃吸収性を評価した。その結果を表6に示す。ここで得られた衝撃吸収部材に対し上述の高速落錘衝撃試験を行ったところ、衝撃力を受ける側に配置された成形体(D1)にクラックが発生し、反対側の非強化樹脂R17を成形してなる成形体が脆性破壊された。また、この部材は、衝撃時にシャープエッジ破片が飛散しやすく、流体を入れる容器などに用いた場合には内容物が漏れやすいことから、衝撃吸収部材として十分と言えるものではなかった。
2 受衝撃面
3 反対面
4、4a 成形体(D1)
5、5a 成形体(D2)
6 切り欠き
7 スクリューピッチ
8 スクリューフライト
9 ミキシングスクリュー
10、10a 衝撃吸収部材
11 衝撃力を受ける側
12 反対側
13 ネジ
14 ネジ穴
d1 成形体(D1)の最小厚み
d2 成形体(D2)の最小厚み
D スクリュー直径
Claims (6)
- ポリアミド樹脂、反応性官能基を有するゴム質重合体および繊維状無機充填材を配合してなる繊維強化樹脂組成物を成形してなる成形体(D1)と、ポリアミド樹脂および反応性官能基を有するゴム質重合体を配合してなる非強化樹脂組成物を成形してなる成形体(D2)とを重ねて配置してなり、前記成形体(D1)を配置した側を、衝撃力を受ける側とする衝撃吸収部材。
- 前記成形体(D1)の最小厚み(d1)が1.0~10.0mmであり、前記成形体(D2)の最小厚み(d2)が0.5~5.0mmである、請求項1に記載の衝撃吸収部材。
- 前記成形体(D1)の最小厚み(d1)と前記成形体(D2)の最小厚み(d2)が、下記式(I)および(II)を満足する、請求項1または2に記載の衝撃吸収部材。
(I) 2.3mm≦(d1)+(d2)≦12.0mm
(II) 0.4≦(d1)/(d2)≦10.0 - 前記反応性官能基を有するゴム質重合体の反応性官能基が、エポキシ基、酸無水物基、アミノ基、カルボキシル基、カルボキシル金属塩およびオキサゾリン基からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1~3のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
- 前記成形体(D1)および前記成形体(D2)が、電子顕微鏡観察において、ポリアミド樹脂が連続相(A)、反応性官能基を有するゴム質重合体が分散相(B)を形成し、かつ、分散相(B)中に、ポリアミド樹脂と反応性官能基を有するゴム質重合体の反応により生成した化合物よりなる粒子径1~100nmの微粒子を含有し、分散相(B)中における前記微粒子の占める面積が10%以上であるモルホロジーを有する、請求項1~4のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
- 保護容器において衝撃力を受ける部材として用いられる、請求項1~5のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
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