JP7823658B2 - Impact absorbing material - Google Patents
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Description
本発明は、衝撃吸収部材に関する。 The present invention relates to an impact absorbing member.
従来、乗用車等の車両の乗員保護のために、衝突エネルギーを吸収する衝撃吸収部材が配置されている。例えば、車両には衝撃が入力されると予想される箇所にフロントサイドメンバやリアサイドメンバなどの衝撃吸収部材が配置されている。衝撃吸収部材においては、効率良く衝突エネルギーを吸収できる方向である軸方向に衝突エネルギーが加わり、衝突エネルギーの大きさが降伏応力を超えると、衝撃吸収部材が変形して衝撃を吸収する。 Conventionally, crash energy-absorbing components are installed in vehicles such as passenger cars to protect occupants. For example, crash energy-absorbing components such as front side members and rear side members are installed in locations on a vehicle where an impact is expected to be applied. In a crash energy-absorbing component, crash energy is applied in the axial direction, which is the direction in which the crash energy can be efficiently absorbed. When the magnitude of the crash energy exceeds the yield stress, the crash energy-absorbing component deforms to absorb the impact.
衝撃吸収部材においては、衝突エネルギーを十分かつ効率良く吸収することが重要であり、衝撃吸収部材は鋼板等の金属を用いて製造されることが多い。 It is important for impact absorbing components to absorb collision energy sufficiently and efficiently, and impact absorbing components are often manufactured using metals such as steel plates.
例えば、特許文献1には、筒状部材である自動車用衝突エネルギー吸収部品が開示されており、筒状部材には鋼板等の金属板が用いられている。筒状部材は天板部と縦壁部とフランジ部を有する断面ハット形状の部材と平板状の部材とが前記フランジ部においてスポット溶接されたものであり、筒状部材の軸方向先端に衝突体を衝突させた場合に効率良く衝突エネルギーが吸収されることが開示されている。For example, Patent Document 1 discloses an automobile collision energy absorption component that is a tubular member made of a metal plate such as a steel plate. The tubular member is made by spot-welding a hat-shaped cross-section member having a top plate portion, vertical wall portions, and a flange portion to a flat plate-shaped member at the flange portion, and it is disclosed that when an impact object strikes the axial tip of the tubular member, collision energy is efficiently absorbed.
特許文献1の吸収部材では、衝突エネルギーは吸収できるものの、鋼板等の金属板を用いているため軽量であるとは言い難い。近年、高い衝突安全性が求められる一方で、燃費改善のために衝撃吸収部材の軽量化が求められているが、特許文献1のように鋼板等の金属板が用いられていると、軽量化を図るには限界があった。 The shock absorbing member in Patent Document 1 can absorb collision energy, but because it uses metal plates such as steel plates, it cannot be said to be lightweight. While high collision safety has been required in recent years, there has also been a demand for lighter impact absorbing members to improve fuel economy. However, when metal plates such as steel plates are used, as in Patent Document 1, there are limits to how much weight can be reduced.
このような金属製の衝撃吸収部材の問題点に鑑み、軽量化効果の高い樹脂製の衝撃吸収部材が提案されている。しかし、金属製の衝撃吸収部材を単に樹脂製の衝撃吸収部材に置き換えただけでは、衝撃吸収性が低下してしまう。一方、衝撃吸収性の低下を避けるために、衝撃吸収部材を厚くすると、衝撃吸収部材の重量が増加してしまい燃費改善が図れない。樹脂を用いて軽量化を図りながら高い衝突安全性も有する衝撃吸収部材として、例えば特許文献2~4のような衝撃吸収部材が開示されている。 In light of these problems with metal impact absorbing members, resin impact absorbing members have been proposed, which offer a significant weight reduction effect. However, simply replacing a metal impact absorbing member with a resin impact absorbing member results in a decrease in impact absorption. On the other hand, if the impact absorbing member is made thicker to avoid a decrease in impact absorption, the weight of the impact absorbing member increases, preventing fuel economy improvements. Impact absorbing members such as those in Patent Documents 2 to 4 have been disclosed as impact absorbing members that use resin to achieve weight reduction while also providing high collision safety.
特許文献2には、補強繊維と樹脂とからなる筒状断面の繊維強化プラスチック製エネルギー吸収部と、前記繊維強化プラスチック製エネルギー吸収部に連なり繊維強化プラスチックで形成されて車体部品と接合される支持部と、からなるフロントサイドメンバが開示されており、熱硬化性樹脂を含浸させた連続繊維シートをシートワインディングする方法又は強化繊維の織布を予備賦形しRTM工法を行うことでエネルギー吸収部材を作製する方法が記載されている。 Patent document 2 discloses a front side member consisting of a fiber-reinforced plastic energy absorption section with a cylindrical cross section made of reinforcing fibers and resin, and a support section connected to the fiber-reinforced plastic energy absorption section and formed of fiber-reinforced plastic to be joined to a vehicle body part. It also describes a method of producing an energy absorption member by sheet winding a continuous fiber sheet impregnated with a thermosetting resin, or by pre-shaping a woven fabric of reinforcing fibers and performing an RTM process.
特許文献3には、エネルギー吸収部材として、強化繊維糸と、該強化繊維糸に含浸された樹脂組成物とで構成される繊維強化樹脂中空円筒体が開示されており、該中空円筒体はフィラメントワインディング法によって成形されることが開示されている。 Patent document 3 discloses, as an energy absorbing member, a fiber-reinforced resin hollow cylinder composed of reinforcing fiber yarns and a resin composition impregnated into the reinforcing fiber yarns, and that the hollow cylinder is formed by a filament winding method.
特許文献4には、筒状部と、その軸方向の一方の開口部を塞ぐように形成された天面部とを有する車両用衝撃吸収部材が開示されており、特許文献4の衝撃吸収部材では、天面部に入力される衝撃荷重にて前記軸方向に圧縮変形することによって、衝撃エネルギーを吸収することが開示されている。 Patent document 4 discloses a vehicle impact absorbing component having a cylindrical portion and a top surface portion formed to close one of the axial openings of the cylindrical portion. It is disclosed that the impact absorbing component of Patent document 4 absorbs impact energy by compressively deforming in the axial direction due to an impact load input to the top surface portion.
しかし、特許文献2や特許文献3の吸収部材中には強化繊維(補強繊維)が連続繊維として存在するため、成形コストが高くなる上に、成形性が乏しく成形できる形状が限定されてしまい、後述する図1や図2のように衝撃吸収部材を複雑な形状とすることは困難であった。However, because the reinforcing fibers (reinforcing fibers) in the absorption members of Patent Documents 2 and 3 are present as continuous fibers, molding costs are high and moldability is poor, limiting the shapes that can be molded. This makes it difficult to create impact absorbing members with complex shapes like those shown in Figures 1 and 2 below.
特許文献4の衝撃吸収部材は、筒状部の内側に少なくとも1つ以上の衝撃時の荷重を支えるためのリブが、天面部と接続され、かつ前記筒状部とは離間して設けられた特殊な形状であり、衝撃吸収部材の形状が限定されてしまうという問題があった。また、特許文献4の衝撃吸収部材は、射出成形での成形を想定しているため、材料が破壊する際の衝撃吸収部材のエネルギー吸収量を高めることが困難であり、衝撃吸収性が低くなってしまうという問題があった。 The shock-absorbing member in Patent Document 4 has a special shape in which at least one rib for supporting the load during an impact is connected to the top surface and spaced apart from the cylindrical portion on the inside of the cylindrical portion, which limits the shape of the shock-absorbing member. Furthermore, because the shock-absorbing member in Patent Document 4 is designed for injection molding, it is difficult to increase the amount of energy absorbed by the shock-absorbing member when the material breaks, resulting in low shock absorption.
本発明の目的は、形状を比較的自由に設定できる上に、軽量であり、かつ高い衝突安全性を有する衝撃吸収部材を提供することにある。 The object of the present invention is to provide an impact absorbing member that can be shaped relatively freely, is lightweight, and has high collision safety.
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討した結果、無機繊維を含む熱可塑性樹脂テープが積層されて形成された板状部材を有する衝撃吸収部材とし、該板状部材における無機繊維の配向を所定の条件を満たすように制御することによって、軽量化を図りつつ、高い衝突安全性を有する衝撃吸収部材を見出し、本発明に到達した。 As a result of extensive research into solving the above-mentioned problems, the inventors discovered an impact absorbing component having a plate-shaped member formed by laminating thermoplastic resin tapes containing inorganic fibers, and by controlling the orientation of the inorganic fibers in the plate-shaped member to satisfy specified conditions, which allows for lightweight impact absorbing components while providing high collision safety, leading to the present invention.
すなわち、本発明は、以下の構成からなる。
[1]1つ以上の板状部材を有する衝撃吸収部材であって、前記板状部材の少なくとも1つが、無機繊維を含む熱可塑性樹脂テープが積層されて形成されたものであり、該無機繊維を含む板状部材において、前記無機繊維が板状部材の厚み方向に垂直な方向に配向していると共に、該垂直方向に沿った面内での配向がランダムであり、かつ前記無機繊維が前記板状部材中、30~60体積%であることを特徴とする衝撃吸収部材。
[2]前記無機繊維が、ガラス繊維及び炭素繊維の少なくとも一種を含む前記[1]に記載の衝撃吸収部材。
[3]前記無機繊維の平均繊維長が10~150mmである前記[1]又は[2]に記載の衝撃吸収部材。
[4]温度230℃、荷重2.16kgで測定したときの前記熱可塑性樹脂テープ中に含まれる樹脂のメルトフローレートが15~100g/10分である前記[1]~[3]のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
[5]前記熱可塑性樹脂テープは、長さ10mm~100mm、幅5mm~50mm、厚み0.05mm~0.3mmである前記[1]~[4]のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
[6]筒状部と底面部とを有する衝撃吸収部材であって、前記筒状部及び前記底面部は前記板状部材により構成されており、前記底面部は、前記筒状部の一方の底面を塞いでおり、前記筒状部における前記無機繊維の含有率と前記底面部における前記無機繊維の含有率との差が5体積%以下である前記[1]~[5]のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
[7]前記底面部において、厚み方向に垂直な面に対する前記無機繊維の平均配向角度が0~20°である前記[1]~[6]のいずれかに記載の衝撃吸収部材。
That is, the present invention comprises the following configurations.
[1] An impact absorbing component having one or more plate-shaped members, at least one of which is formed by laminating a thermoplastic resin tape containing inorganic fibers, wherein in the plate-shaped member containing inorganic fibers, the inorganic fibers are oriented in a direction perpendicular to the thickness direction of the plate-shaped member, and are randomly oriented in the plane along the perpendicular direction, and the inorganic fibers account for 30 to 60 volume % of the plate-shaped member.
[2] The impact absorbing member according to [1], wherein the inorganic fibers include at least one of glass fibers and carbon fibers.
[3] The impact absorbing member according to [1] or [2], wherein the inorganic fibers have an average fiber length of 10 to 150 mm.
[4] The impact absorbing member according to any one of [1] to [3], wherein the melt flow rate of the resin contained in the thermoplastic resin tape is 15 to 100 g/10 min when measured at a temperature of 230 ° C. and a load of 2.16 kg.
[5] The impact absorbing member according to any one of [1] to [4], wherein the thermoplastic resin tape has a length of 10 mm to 100 mm, a width of 5 mm to 50 mm, and a thickness of 0.05 mm to 0.3 mm.
[6] An impact absorbing member having a cylindrical portion and a bottom surface portion, wherein the cylindrical portion and the bottom surface portion are made of the plate-like member, the bottom surface portion closes one bottom surface of the cylindrical portion, and the difference between the content of the inorganic fibers in the cylindrical portion and the content of the inorganic fibers in the bottom surface portion is 5 volume % or less. [1] to [5].
[7] The impact absorbing member according to any one of [1] to [6], wherein the inorganic fibers have an average orientation angle of 0 to 20° with respect to a plane perpendicular to the thickness direction in the bottom surface portion.
無機繊維を含む熱可塑性樹脂テープが積層されて形成された板状部材を有する衝撃吸収部材とし、該板状部材における無機繊維の配向を所定の条件を満たすように制御することによって、軽量化と高い衝突安全性とを両立させることができた。また、本発明の衝撃吸収部材は成形性に優れており、形状を比較的自由に設定できるため、乗用車の衝撃吸収装置に用いることができるのみならず、乗用車以外の車両や各種構造物にも用いることができる。 The impact-absorbing component has a plate-shaped member formed by laminating thermoplastic resin tapes containing inorganic fibers. By controlling the orientation of the inorganic fibers in the plate-shaped member to meet specific conditions, it is possible to achieve both lightweight and high collision safety. Furthermore, the impact-absorbing component of the present invention has excellent moldability and can be shaped relatively freely. Therefore, it can be used not only in impact-absorbing devices for passenger cars, but also in vehicles other than passenger cars and various other structures.
以下、本発明を詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.
本発明の衝撃吸収部材は、1つ以上の板状部材を有する。なお、本明細書では、「板状部材」は、平面状の部材のみならず、波板状、円柱状、半円柱状、半球状のような曲板状、ジグザグ状のような折り畳んだ形状などの部材なども包含し、これらの形状の一部やこれらの形状の組み合わせであってもよい。The impact-absorbing member of the present invention has one or more plate-shaped members. In this specification, "plate-shaped member" includes not only planar members, but also members with curved shapes such as corrugated plates, cylinders, semi-cylindrical plates, and hemispheres, and folded shapes such as zigzags, and may be some of these shapes or a combination of these shapes.
<板状部材>
本発明では、前記板状部材の少なくとも1つが、無機繊維を含む熱可塑性樹脂テープが積層されて形成されたものであり、該無機繊維を含む板状部材において、前記無機繊維が板状部材の厚み方向に垂直な方向に配向していると共に、該垂直方向に沿った面内での配向がランダムである。なお、以下では、「無機繊維を含む熱可塑性樹脂テープが積層されて形成されたものであり、該無機繊維を含む板状部材において、前記無機繊維が板状部材の厚み方向に垂直な方向に配向していると共に、該垂直方向に沿った面内での配向がランダム」である板状部材のことを「所定の板状部材」という。
<Plate-shaped member>
In the present invention, at least one of the plate-like members is formed by laminating thermoplastic resin tapes containing inorganic fibers, and in the plate-like member containing inorganic fibers, the inorganic fibers are oriented in a direction perpendicular to the thickness direction of the plate-like member and are randomly oriented in the plane along the perpendicular direction. Note that, hereinafter, a plate-like member "formed by laminating thermoplastic resin tapes containing inorganic fibers, and in the plate-like member containing inorganic fibers, the inorganic fibers are oriented in a direction perpendicular to the thickness direction of the plate-like member and are randomly oriented in the plane along the perpendicular direction" will be referred to as a "predetermined plate-like member."
所定の板状部材では、無機繊維が厚み方向に垂直な方向に配向しているため、優れた衝突安全性を発揮する。以下に、所定の板状部材を有する本発明の衝撃吸収部材が衝撃吸収性(衝突安全性)に優れる理由について説明するが、その前に、金属製の衝撃吸収部材を用いた場合の破壊状況、及び、熱可塑性樹脂を用いて衝撃吸収部材を従来の方法で成形した場合の問題点の説明を行う。In the specified plate-shaped member, the inorganic fibers are oriented perpendicular to the thickness direction, providing excellent collision safety. Below, we will explain why the impact-absorbing member of the present invention, which has the specified plate-shaped member, has excellent impact absorption (impact safety). Before that, we will first explain the damage that occurs when a metal impact-absorbing member is used, and the problems that arise when an impact-absorbing member is molded using a thermoplastic resin using conventional methods.
金属製の衝撃吸収部材の場合、全体的な折れが生じるような破壊形態となるため、衝撃吸収部材が衝突エネルギーを安定的に吸収できない。そのため金属製の衝撃吸収部材は、衝突エネルギーが加わったときに局部的に座屈しながら、全体的には蛇腹状に圧壊が進行するよう設計されている。 In the case of metal impact absorbing components, the failure mode is one in which the entire component breaks, making it impossible for the component to stably absorb impact energy. For this reason, metal impact absorbing components are designed so that when impact energy is applied, they buckle locally while the overall component collapses in a bellows-like pattern.
無機繊維を含む熱可塑性樹脂を用いて衝撃吸収部材を成形した場合に金属製の衝撃吸収部材と同様の破壊形態となるような設計を行うと、熱可塑性樹脂の伸度が小さいため、金属製の衝撃吸収部材のような延性的な破壊ではなく、脆性的な破壊が生じてしまう。脆性的な破壊が生じると、衝撃吸収部材にかかる衝撃荷重が衝撃吸収部材の破壊中に大きく変動するため、衝突エネルギーを安定的に吸収できないばかりか、破壊途中で衝撃吸収部材が衝撃荷重に耐えきれなくなるおそれがあった。 When a shock-absorbing component is molded using a thermoplastic resin containing inorganic fibers and designed to fail in the same manner as a metal shock-absorbing component, the low elongation of the thermoplastic resin results in brittle failure rather than the ductile failure seen in metal shock-absorbing components. When brittle failure occurs, the impact load on the shock-absorbing component fluctuates significantly during its failure, which not only prevents stable absorption of collision energy, but also poses the risk of the shock-absorbing component being unable to withstand the impact load during failure.
また、脆性的な破壊が生じた場合、破壊時に樹脂が砕けるため、飛散する破片による二次災害が発生してしまうおそれがあった。 In addition, if brittle fracture occurs, the resin will shatter, which could cause secondary disasters due to flying fragments.
本発明の衝撃吸収部材は、所定の板状部材を有しており、所定の板状部材では、無機繊維が厚み方向に垂直な方向に配向している。無機繊維が厚み方向に垂直な方向に配向している所定の板状部材を用いた場合、板状部材が無機繊維の配向方向につながりながら直交方向に裂ける破壊挙動が起こるため、優れた衝撃吸収性を示す。上記のような破壊挙動が起こる理由は、所定の板状部材は無機繊維が含まれた熱可塑性樹脂層が複数積層された状態に近く、所定の板状部材に衝突エネルギーが加わったときに層間剥離を起こしながら破壊が進行するためであると考えられる。また、層間剥離が生じた場合に板状部材にかかる衝撃荷重は、座屈が生じた場合に板状部材にかかる衝撃荷重と比べて安定的に推移するため、エネルギー吸収効率(衝撃吸収性)をより高めることが可能である。そして、本発明の衝撃吸収部材を用いると層間剥離を生じながら破壊するため、破壊時に樹脂が砕けず、飛散する破片を大幅に低減することが可能である。The impact-absorbing member of the present invention has a specified plate-shaped member, in which inorganic fibers are oriented perpendicular to the thickness direction. When a specified plate-shaped member in which inorganic fibers are oriented perpendicular to the thickness direction is used, the plate-shaped member exhibits superior impact absorption properties due to fracture behavior in which the plate-shaped member splits perpendicularly while remaining connected to the inorganic fiber orientation. The reason for this fracture behavior is believed to be that the specified plate-shaped member resembles a laminate of multiple thermoplastic resin layers containing inorganic fibers, and when impact energy is applied to the specified plate-shaped member, fracture progresses with delamination. Furthermore, the impact load applied to the plate-shaped member when delamination occurs is more stable than the impact load applied to the plate-shaped member when buckling occurs, thereby further improving energy absorption efficiency (shock absorption). Furthermore, when the impact-absorbing member of the present invention is used, fracture occurs with delamination, preventing the resin from shattering upon fracture, significantly reducing the amount of flying debris.
なお、所定の板状部材において無機繊維が「板状部材の厚み方向に垂直な方向」とは厳密に垂直でなくてもよい。例えば、板状部材である底面部を有する衝撃吸収部材においては、厚み方向に垂直な面に対する無機繊維の平均配向角度が0~20°であることが好ましく、板状部材である筒状部を有する衝撃吸収部材においては、筒状部の軸方向の中央部では、厚み方向に垂直な面に対する無機繊維の平均配向角度が0~35°であることが好ましい。平均配向角度の測定方法については後述する。なお、以下では「軸方向」は、衝撃荷重によって衝撃吸収部材が圧縮変形する方向のことを指す。 In a given plate-shaped member, the inorganic fibers do not have to be strictly perpendicular to the "direction perpendicular to the thickness direction of the plate-shaped member." For example, in an impact absorbing member having a bottom surface that is a plate-shaped member, the average orientation angle of the inorganic fibers relative to the plane perpendicular to the thickness direction is preferably 0 to 20°, and in an impact absorbing member having a tubular portion that is a plate-shaped member, the average orientation angle of the inorganic fibers relative to the plane perpendicular to the thickness direction at the axial center of the tubular portion is preferably 0 to 35°. The method for measuring the average orientation angle will be described later. In the following, "axial direction" refers to the direction in which the impact absorbing member is compressed and deformed by an impact load.
また、所定の板状部材では、無機繊維が板状部材の厚み方向に垂直な方向に沿った面内での配向がランダムである。「面内での配向がランダム配向」とは、擬似等方性を意味し、板状部材の厚み方向に垂直な方向に沿った無機繊維の面内配向パラメータ(cos2θy/cos2θx)が0.67より大きく1.5より小さいことが好ましく、0.75以上1.33以下であることがより好ましい。上記面内配向パラメータが1の場合、炭素繊維は面内方向に完全にランダムに配向していることを意味し、上記面内配向パラメータが上記の範囲を外れると、面内方向における繊維配向のランダム性が損なわれ、その結果、衝撃吸収性が低下するおそれがある。面内配向パラメータは以下のように測定しており、後述の実施例で用いられる板状部材(衝撃吸収部材の底面部及び筒状部)は、いずれも面内配向パラメータが0.67より大きく1.5より小さくなっている。なお、面内配向パラメータは、無機繊維ごとにcos2θx及びcos2θyを算出し、cos2θyの平均値をcos2θxの平均値で除した値を面内配向パラメータ(cos2θy/cos2θx)とする。 Furthermore, in a given plate-like member, the inorganic fibers are randomly oriented in the plane perpendicular to the thickness direction of the plate-like member. "Random in-plane orientation" refers to pseudo-isotropy, and the in-plane orientation parameter (cos 2 θy/cos 2 θx) of the inorganic fibers in the direction perpendicular to the thickness direction of the plate-like member is preferably greater than 0.67 and less than 1.5, more preferably 0.75 or greater and 1.33 or less. When the in-plane orientation parameter is 1, the carbon fibers are completely randomly oriented in the in-plane direction. If the in-plane orientation parameter is outside the above range, the randomness of the fiber orientation in the in-plane direction is impaired, which may result in reduced impact absorption. The in-plane orientation parameter is measured as follows. The plate-like members (bottom and tubular portions of the impact-absorbing member) used in the examples described below all have in-plane orientation parameters greater than 0.67 and less than 1.5. The in-plane orientation parameter (cos 2 θy/cos 2 θx) is determined by calculating cos 2 θx and cos 2 θy for each inorganic fiber and dividing the average value of cos 2 θy by the average value of cos 2 θx .
<面内配向パラメータ測定方法>
板状部材から15mm×25mm程度の試験片を5枚切り出し、各試験片に対して三次元X線CT測定を行った。板状部材の面内方向にX軸とY軸、板厚方向がZ軸となるように直交座標を決定し、X軸方向の長さを15mm、Y軸方向の長さを25mmとして試験片を切り出した。ヤマト科学社製三次元計測X線CT装置(TDM1000-IS)を使用し、加速電圧40~60kV、管電流10~40μA、積算時間0.5~1秒の条件で、0.5度ないしそれ以下の角度おきに360度回転させてデータ収集を行い、1画素のサイズが50μmないしそれ以下になるような条件で再構成を行った。得られた再構成データから、15mm×15mm×板状部材の板厚の領域のデータのみ抽出して、ラトックシステムエンジニアリング製のソフト「Tri3D BON」の異方性計測機能を用いて、面内配向パラメータを算出した。
<Method for measuring in-plane orientation parameters>
Five test pieces measuring approximately 15 mm x 25 mm were cut from the plate-like member, and three-dimensional X-ray CT measurements were performed on each test piece. Cartesian coordinates were determined so that the X and Y axes were in the in-plane direction of the plate-like member, and the Z axis was in the thickness direction. The test pieces were cut out with a length in the X-axis direction of 15 mm and a length in the Y-axis direction of 25 mm. Using a Yamato Scientific three-dimensional measurement X-ray CT device (TDM1000-IS), data was collected by rotating 360 degrees at intervals of 0.5 degrees or less under the conditions of an acceleration voltage of 40-60 kV, a tube current of 10-40 μA, and an accumulation time of 0.5-1 second. Reconstruction was performed under conditions such that the size of one pixel was 50 μm or less. From the obtained reconstruction data, only data in the 15 mm x 15 mm x plate-like member thickness region was extracted, and the in-plane orientation parameters were calculated using the anisotropy measurement function of the software "Tri3D BON" manufactured by Ratoc Systems Engineering.
<熱可塑性樹脂テープ>
前記熱可塑性樹脂テープの長さは10~100mmであることが好ましく、20~50mmであることがより好ましい。長さが10mm未満の場合、上述の層間剥離を発現することが困難となるおそれがあり、100mmを超える場合、成形の際の流動性が悪くなるおそれがある。
<Thermoplastic resin tape>
The length of the thermoplastic resin tape is preferably 10 to 100 mm, more preferably 20 to 50 mm. If the length is less than 10 mm, it may be difficult to cause the above-mentioned delamination, and if it exceeds 100 mm, the flowability during molding may be poor.
前記熱可塑性樹脂テープの幅は5~50mmであることが好ましく、10~40mmであることがより好ましい。幅が上記範囲外となると生産効率が悪くなるおそれがある。 The width of the thermoplastic resin tape is preferably 5 to 50 mm, and more preferably 10 to 40 mm. If the width is outside the above range, production efficiency may decrease.
前記熱可塑性樹脂テープの厚みは0.05~0.3mmであることが好ましく、0.07~0.2mmであることがより好ましい。厚みが0.05mm未満であると生産効率が悪くなるおそれがあり、0.3mmを超えると熱可塑性樹脂の無機繊維への含浸性が不十分となるおそれがある。 The thickness of the thermoplastic resin tape is preferably 0.05 to 0.3 mm, and more preferably 0.07 to 0.2 mm. If the thickness is less than 0.05 mm, production efficiency may be reduced, and if it exceeds 0.3 mm, the impregnation of the thermoplastic resin into the inorganic fibers may be insufficient.
<熱可塑性樹脂>
前記熱可塑性樹脂は、特に限定されず、例えば、ナイロン6、ナイロン11、ナイロン66、ナイロン46などのポリアミド系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂;ポリエーテルケトン樹脂;ポリフェニレンサルファイド樹脂;ポリエーテルイミド樹脂;ポリカーボネート樹脂などが挙げられ、ポリアミド系樹脂又はポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂として、前記各例示の樹脂の変性体を用いてもよい。熱可塑性樹脂は、1種でもよいし、2種以上含んでいてもよい。
<Thermoplastic resin>
The thermoplastic resin is not particularly limited, and examples thereof include polyamide-based resins such as nylon 6, nylon 11, nylon 66, and nylon 46; polyester-based resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate; polyolefin-based resins such as polyethylene and polypropylene; polyether ketone resins; polyphenylene sulfide resins; polyetherimide resins; and polycarbonate resins. Modified products of the above-listed resins may also be used as the thermoplastic resin. The thermoplastic resin may be one type or two or more types.
前記熱可塑性樹脂の変性体は、例えば、酸変性体であってもよい。酸変性熱可塑性樹脂は、酸変性基が導入されている。酸変性基の種類は特に限定されず、酸変性基は1種のみでもよく、2種以上を含んでもよいが、無水カルボン酸残基(-CO-O-OC-)又はカルボン酸残基(-COOH)であることが好ましい。酸変性基はどのような化合物により導入されたものであってもよく、無水カルボン酸としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの不飽和カルボン酸無水物が挙げられ、カルボン酸としては、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸などの不飽和多価カルボン酸;コハク酸、グルタル酸、アジピン酸などの飽和多価カルボン酸;アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和モノカルボン酸などが挙げられ、中でも、不飽和カルボン酸無水物であることが好ましい。不飽和カルボン酸又は不飽和カルボン酸無水物はラジカル重合性モノマーとして使用することで熱可塑性樹脂を変性できる。多価カルボン酸は重縮合モノマーとして使用することで熱可塑性樹脂を変性できる。なお、本明細書では「熱可塑性樹脂」は酸変性熱可塑性樹脂などの熱可塑性樹脂の変性体も包含するものとする。The modified thermoplastic resin may be, for example, an acid-modified thermoplastic resin. An acid-modified thermoplastic resin has an acid-modified group introduced into it. The type of acid-modified group is not particularly limited, and the acid-modified group may be a single type or two or more types. However, a carboxylic acid anhydride residue (-CO-O-OC-) or a carboxylic acid residue (-COOH) is preferred. The acid-modified group may be introduced by any compound. Examples of carboxylic acid anhydrides include unsaturated carboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride and itaconic anhydride. Examples of carboxylic acids include unsaturated polycarboxylic acids such as maleic acid, itaconic acid, and fumaric acid; saturated polycarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, and adipic acid; and unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid. Of these, unsaturated carboxylic acid anhydrides are preferred. Unsaturated carboxylic acids or unsaturated carboxylic acid anhydrides can be used as radical polymerizable monomers to modify thermoplastic resins. Polycarboxylic acids can be used as polycondensation monomers to modify thermoplastic resins. Note that, in this specification, "thermoplastic resin" also includes modified thermoplastic resins, such as acid-modified thermoplastic resins.
本発明で用いられる熱可塑性樹脂は、取り扱いやすさ、コストの観点より、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、酸変性ポリオレフィン系樹脂の少なくとも一種を含むことが好ましく、無機繊維との界面接着性向上による熱可塑性樹脂成形体の強度向上の観点から酸変性ポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。また、本発明で用いられる熱可塑性樹脂には、必要に応じて、物性改良、成形性改良、耐久性改良を目的として、結晶核剤、熱劣化防止剤、酸化劣化防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤を含有してもよい。これらの添加剤の含有量は、目的に応じて変化し得るが、熱可塑性樹脂100質量%に対して、添加剤の含有量の合計が5質量%以下であるのが好ましく、2質量%以下であるのがより好ましく、1質量%以下であるのがさらに好ましい。From the standpoints of ease of handling and cost, the thermoplastic resin used in the present invention preferably contains at least one of polyamide resin, polyolefin resin, and acid-modified polyolefin resin. Acid-modified polyolefin resin is preferred from the standpoint of improving interfacial adhesion with inorganic fibers, thereby improving the strength of the thermoplastic resin molded body. Furthermore, the thermoplastic resin used in the present invention may optionally contain additives such as nucleating agents, heat degradation inhibitors, oxidation degradation inhibitors, and ultraviolet absorbers to improve physical properties, moldability, and durability. The content of these additives may vary depending on the purpose, but the total content of additives is preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less, based on 100% by mass of the thermoplastic resin.
本発明で用いられる熱可塑性樹脂は、温度230℃、荷重2.16kgで測定したときのメルトフローレートが15~100g/10分であることが好ましく、30~80g/10分であることがより好ましく、40~60g/10分であることがさらに好ましい。温度230℃、荷重2.16kgで測定したときのメルトフローレートが15g/10分より低いと、無機繊維への熱可塑性樹脂の含浸性が不十分となり、衝撃吸収性が低下してしまうおそれがある。一方、温度230℃、荷重2.16kgで測定したときのメルトフローレートが100g/10分を超えると、熱可塑性樹脂の分子量が低く熱可塑性樹脂の靭性が低下してしまうため、衝撃吸収性が低下してしまうおそれがある。なお、本明細書では、樹脂のメルトフローレートのことを「MFR」ということがあり、MFRはISO 1133-1に準拠して測定されるが、市販品を用いる場合にはカタログ等に記載の値としてもよい。また、本発明で用いられる熱可塑性樹脂テープに含まれる樹脂のMFRの好ましい範囲は、本発明で用いられる熱可塑性樹脂のMFRの好ましい範囲と同じである。The thermoplastic resin used in the present invention preferably has a melt flow rate of 15 to 100 g/10 min, more preferably 30 to 80 g/10 min, and even more preferably 40 to 60 g/10 min, when measured at 230°C under a load of 2.16 kg. If the melt flow rate is lower than 15 g/10 min, the inorganic fibers may not be sufficiently impregnated with the thermoplastic resin, resulting in reduced impact absorption. On the other hand, if the melt flow rate is higher than 100 g/10 min, the molecular weight of the thermoplastic resin may be low, resulting in reduced toughness and reduced impact absorption. In this specification, the melt flow rate of a resin is sometimes referred to as "MFR." MFR is measured in accordance with ISO 1133-1; however, when using commercially available products, the value listed in the catalog may be used. The preferred range of MFR of the resin contained in the thermoplastic resin tape used in the present invention is the same as the preferred range of MFR of the thermoplastic resin used in the present invention.
<無機繊維>
本発明で用いられる無機繊維としては、使用される熱可塑性樹脂の加工温度で固体である無機繊維であればよく、ガラス繊維及び炭素繊維の少なくとも一種を含むことが好ましく、ガラス繊維を含むことが好ましい。無機繊維は十分に開繊された無機繊維であることが好ましく、十分に開繊することにより、無機繊維への熱可塑性樹脂の含浸性を高めることができ、その結果、衝撃吸収性を高めることができる。また、単繊維を一束に集束させた無機繊維を用いていることが好ましく、集束させた無機繊維の総断面積は0.2~1.5mm2であることが好ましく、0.4~1.0mm2であることがより好ましい。
<Inorganic fibers>
The inorganic fibers used in the present invention may be any inorganic fibers that are solid at the processing temperature of the thermoplastic resin used, and preferably include at least one of glass fiber and carbon fiber, with glass fiber being preferred. The inorganic fibers are preferably fully opened, and by fully opening the inorganic fibers, the impregnation of the thermoplastic resin into the inorganic fibers can be improved, resulting in improved impact absorption. Furthermore, inorganic fibers formed by bundling single fibers into a single bundle are preferably used, and the total cross-sectional area of the bundled inorganic fibers is preferably 0.2 to 1.5 mm² , more preferably 0.4 to 1.0 mm² .
無機繊維は短繊維であることが好ましく、具体的には、無機繊維の平均繊維長は、5~200mmであることが好ましく、10~150mmであることがより好ましく、20~100mmであることがさらに好ましく、30~50mmであることが特に好ましい。 The inorganic fibers are preferably short fibers. Specifically, the average fiber length of the inorganic fibers is preferably 5 to 200 mm, more preferably 10 to 150 mm, even more preferably 20 to 100 mm, and particularly preferably 30 to 50 mm.
無機繊維の平均繊維径は、3~30μmであることが好ましく、5~20μmであることがより好ましい。平均繊維径が3μm未満であると、衝撃吸収性が低下するおそれがある。平均繊維径が30μmを超えると、衝撃吸収部材内の無機繊維の本数が少なくなってしまい、衝撃吸収性が低下するおそれがある。 The average fiber diameter of the inorganic fibers is preferably 3 to 30 μm, and more preferably 5 to 20 μm. If the average fiber diameter is less than 3 μm, impact absorption may be reduced. If the average fiber diameter is more than 30 μm, the number of inorganic fibers in the impact absorbing component will be reduced, which may result in reduced impact absorption.
なお、無機繊維の平均繊維長及び平均繊維径は走査型電子顕微鏡(SEM)を用いてJIS R 3420に基づき測定した値を算術平均することにより求めることができる。 The average fiber length and average fiber diameter of inorganic fibers can be determined by arithmetically averaging the values measured using a scanning electron microscope (SEM) in accordance with JIS R 3420.
(ガラス繊維)
ガラス繊維は、特に限定されず、Eガラス、Sガラス、Cガラスなど、公知のガラス繊維が挙げられ、Eガラスであることが好ましい。ガラス繊維は、1種のみを使用してもよいし、2種以上を使用してもよい。
(glass fiber)
The glass fiber is not particularly limited, and examples thereof include known glass fibers such as E-glass, S-glass, and C-glass, with E-glass being preferred. Only one type of glass fiber may be used, or two or more types may be used.
(炭素繊維)
炭素繊維としては、特に限定されず、ポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、気相成長系炭素繊維、これらの黒鉛化繊維などが挙げられる。炭素繊維はPAN系炭素繊維を含むことが好ましい。PAN系炭素繊維はポリアクリロニトリル繊維を原料とする炭素繊維である。ピッチ系炭素繊維は石油タールや石油ピッチを原料とする炭素繊維である。セルロース系炭素繊維はビスコースレーヨンや酢酸セルロースなどを原料とする炭素繊維である。気相成長系炭素繊維は炭化水素などを原料とする炭素繊維である。炭素繊維は、1種のみを使用してもよいし、2種以上を使用してもよい。
(carbon fiber)
The carbon fiber is not particularly limited, and examples thereof include polyacrylonitrile (PAN)-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, rayon-based carbon fiber, cellulose-based carbon fiber, vapor-grown carbon fiber, and graphitized fibers thereof. The carbon fiber preferably includes PAN-based carbon fiber. PAN-based carbon fiber is a carbon fiber made from polyacrylonitrile fiber. Pitch-based carbon fiber is a carbon fiber made from petroleum tar or petroleum pitch. Cellulose-based carbon fiber is a carbon fiber made from viscose rayon, cellulose acetate, or the like. Vapor-grown carbon fiber is a carbon fiber made from hydrocarbons or the like. Only one type of carbon fiber may be used, or two or more types may be used.
<無機繊維の含有率>
所定の板状部材における無機繊維の含有率は30~60体積%であり、35~55体積%であることが好ましく、40~50体積%であることがより好ましい。30体積%未満である場合、無機繊維による板状部材の補強効果が得られず、衝突に対する衝撃吸収部材の安定性が低下してしまうため、衝撃吸収部材の破壊挙動が不安定になり、衝撃吸収性が低下してしまう。一方、60体積%を超えると生産効率が悪くなる上に、無機繊維への熱可塑性樹脂の含浸性が不十分となり、衝撃吸収部材の破壊挙動が不安定になり、衝撃吸収性が低下してしまう。
<Inorganic fiber content>
The inorganic fiber content in a given plate-shaped member is 30 to 60 volume %, preferably 35 to 55 volume %, and more preferably 40 to 50 volume %. If it is less than 30 volume %, the reinforcing effect of the inorganic fibers on the plate-shaped member cannot be obtained, and the stability of the impact absorbing member against collisions is reduced, resulting in unstable fracture behavior of the impact absorbing member and reduced impact absorption. On the other hand, if it exceeds 60 volume %, production efficiency will decrease and the impregnation of the inorganic fibers with the thermoplastic resin will be insufficient, resulting in unstable fracture behavior of the impact absorbing member and reduced impact absorption.
<衝撃吸収部材>
本発明の衝撃吸収部材は、所定の板状部材で構成された筒状部を有することが好ましい。衝撃が作用する方向と筒状部の軸方向を合わせることで、効率よく衝撃を吸収できる上に、無機繊維が含まれた熱可塑性樹脂層が複数積層された状態に近く、所定の板状部材に衝突エネルギーが加わったときに層間剥離を起こしながら破壊が進行することができるため、衝突安全性をより高めることが可能である。
<Impact absorbing material>
The impact absorbing member of the present invention preferably has a tubular portion made of a predetermined plate-like member. By aligning the axial direction of the tubular portion with the direction of impact, impact can be absorbed efficiently, and since the tubular portion is similar to a state in which multiple thermoplastic resin layers containing inorganic fibers are laminated, when impact energy is applied to the predetermined plate-like member, delamination occurs and destruction progresses, thereby further improving collision safety.
また、衝撃吸収部材は所定の板状部材で構成された筒状部に加えて、筒状部の一方の底面を塞いだ底面部を有すると、底面部で筒状部の底面を塞ぐことで、筒状部の周方向全体に衝撃を効率よく分散させることができるため好ましい。本発明の衝撃吸収部材において、底面部は板状部材であることが好ましく、底面部は所定の板状部材であることがより好ましく、筒状部及び底面部は所定の板状部材により構成されていることがさらに好ましい。 It is also preferable for the impact absorbing member to have a cylindrical portion made of a specified plate-like member, as well as a bottom portion that closes one of the bottom surfaces of the cylindrical portion, because closing the bottom surface of the cylindrical portion with the bottom portion allows for efficient dispersion of impact around the entire circumference of the cylindrical portion. In the impact absorbing member of the present invention, the bottom portion is preferably a plate-like member, more preferably a specified plate-like member, and even more preferably the cylindrical portion and the bottom portion are made of a specified plate-like member.
以下、図1を参照して、衝撃吸収部材の形状について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る衝撃吸収部材の斜視図である。直方体状である衝撃吸収部材11は、厚さ方向から見た形状が長方形である板状部材の底面部12の一方の面の外周から垂直方向に延びるように4つの直方体状の筒状部13が設けられており、底面部12と筒状部13によって区切られることにより、衝撃吸収部材11の内部には4つの直方体状の内部空間14が格子状に形成されている。すなわち、衝撃吸収部材11の外形は、底面部12の外周である4つの辺から底面部12の垂直方向に板状部材が立設された形状である。なお、底面部12及び筒状部13によって内部空間14が形成されているが、衝撃吸収部材11の内部に位置する筒状部13の板状部材は2つの内部空間14の形成に共通して用いられている。また、4つの内部空間14の軸方向の底面はいずれも底面部12によって塞がれており、4つの内部空間14の側面はいずれも筒状部13で構成されているが、4つの内部空間14の上面はいずれも塞がれていない。The shape of the impact absorbing member will be described below with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a perspective view of an impact absorbing member according to an embodiment of the present invention. The impact absorbing member 11 has a rectangular parallelepiped shape. Four rectangular parallelepiped tubular portions 13 extend vertically from the outer periphery of one side of the bottom portion 12 of the impact absorbing member, which has a rectangular shape when viewed in the thickness direction. The impact absorbing member 11 is divided by the bottom portion 12 and the tubular portions 13, forming four rectangular parallelepiped internal spaces 14 in a lattice pattern within the impact absorbing member 11. In other words, the external shape of the impact absorbing member 11 is such that plate-like members are erected perpendicular to the four sides of the outer periphery of the bottom portion 12. Note that the bottom portion 12 and the tubular portions 13 form the internal space 14, but the plate-like members of the tubular portions 13 located inside the impact absorbing member 11 are commonly used to form the two internal spaces 14. In addition, the axial bottom surfaces of all four internal spaces 14 are blocked by bottom surface portions 12, and the side surfaces of all four internal spaces 14 are formed by cylindrical portions 13, but the top surfaces of all four internal spaces 14 are not blocked.
底面部12は、特に限定されておらず、板状、編目状、格子状の部材などが挙げられる。中でも、板状部材であることが好ましいが、筒状部13の一方の底面を塞いでいれば底面部12は完全に面状である必要はなく、部分的な凹凸を有していてもよい。底面部の厚さは特に限定されておらず、1~8mmであることが好ましく、2~6mmであることがより好ましい。なお、底面部12の厚さとは底面部の最も薄い部分の厚さのことを指し、底面部12の最も厚い箇所の厚さは底面部の厚さの2倍以下であることが好ましい。底面部12の厚さ方向(衝撃吸収部材11の軸方向)から見た形状は、特に限定されておらず、例えば、円形、楕円形、多角形などが挙げられるが、これらの形状の一部やこれらの形状の組み合わせであってもよい。エネルギー吸収領域の断面二次モーメントを大きくして効率的にエネルギーを吸収するという観点から、底面部12の厚さ方向から見た形状は、円形、短径と長径の長さの比が0.5倍以上1倍未満である楕円形、正三角形、最短辺の長さと最長辺の長さの比が0.5倍以上1倍未満である三角形、正方形、最短辺の長さと最長辺の長さの比が0.5倍以上1倍未満である長方形、正六角形、又は最短辺の長さと最長辺の長さの比が0.5倍以上1倍未満である六角形であることが好ましい。また、底面部12には通気、ボルト締結、配線などのための貫通口が形成されていてもよい。この場合、衝撃吸収部材の成形と同時に型内でシャーなどを用いて開孔させてもよく、後加工としてドリル、打ち抜き、切削加工などで開孔させてもよい。 The bottom surface portion 12 is not particularly limited, and examples include plate-shaped, mesh-shaped, and lattice-shaped members. While a plate-shaped member is preferred, the bottom surface portion 12 does not need to be completely flat as long as it covers one bottom surface of the tubular portion 13; it may have partial irregularities. The thickness of the bottom surface portion is not particularly limited, and is preferably 1 to 8 mm, and more preferably 2 to 6 mm. The thickness of the bottom surface portion 12 refers to the thickness of the thinnest part of the bottom surface portion, and the thickness of the thickest part of the bottom surface portion 12 is preferably no more than twice the thickness of the bottom surface portion. The shape of the bottom surface portion 12 as viewed in the thickness direction (axial direction of the impact absorbing member 11) is not particularly limited, and examples include a circle, ellipse, polygon, and the like, but it may also be a part of any of these shapes or a combination of these shapes. From the viewpoint of increasing the moment of inertia of area of the energy absorption region and efficiently absorbing energy, the shape of the bottom surface portion 12 as viewed in the thickness direction is preferably a circle, an ellipse in which the ratio of the minor axis to the major axis is 0.5 to less than 1, an equilateral triangle, a triangle in which the ratio of the shortest side to the longest side is 0.5 to less than 1, a square, a rectangle in which the ratio of the shortest side to the longest side is 0.5 to less than 1, a regular hexagon, or a hexagon in which the ratio of the shortest side to the longest side is 0.5 to less than 1. Furthermore, the bottom surface portion 12 may have through holes for ventilation, bolt fastening, wiring, etc. In this case, the holes may be formed in a mold using a shear or the like simultaneously with molding the impact absorbing member, or may be formed as a post-processing step using a drill, punching, cutting, or the like.
筒状部13は底面部12から底面部12の底面に垂直な方向(底面部の厚み方向)に伸びるように設けられており、筒状部13は板状部材であることが好ましい。筒状部13が板状部材であると、板状部材の軸方向に沿って衝突エネルギーが加わり、衝突エネルギーの大きさが板状部材での限界値を超えた段階で板状部材が変形して衝撃を吸収することになり、衝撃エネルギーが効率的に吸収される。また、衝突エネルギーを効率的に吸収する観点から、筒状部13の高さはいずれも全て同じ高さであることが好ましい。 The cylindrical portion 13 extends from the bottom portion 12 in a direction perpendicular to the bottom surface of the bottom portion 12 (in the thickness direction of the bottom portion), and is preferably a plate-shaped member. When the cylindrical portion 13 is a plate-shaped member, collision energy is applied along the axial direction of the plate-shaped member, and when the magnitude of the collision energy exceeds the limit value of the plate-shaped member, the plate-shaped member deforms to absorb the impact, thereby efficiently absorbing the impact energy. Furthermore, from the perspective of efficiently absorbing collision energy, it is preferable that all of the cylindrical portions 13 have the same height.
また、筒状部13は、衝突エネルギーを効率的に吸収する観点から、底面部12の外周の少なくとも一部から底面部12の垂直方向に板状部材が立設された形状であることが好ましく、底面部12の外周全体から底面部12の垂直方向に筒状の部材が立設された形状であることがより好ましいが、衝突エネルギーの吸収量を調節するために、底面部12の外周よりも内側の位置から底面部12の垂直方向に板状部材が立設された形状であってもよい。 In addition, from the viewpoint of efficiently absorbing collision energy, the cylindrical portion 13 is preferably shaped such that a plate-shaped member is erected in the vertical direction of the bottom portion 12 from at least a portion of the outer periphery of the bottom portion 12, and more preferably such that a cylindrical member is erected in the vertical direction of the bottom portion 12 from the entire outer periphery of the bottom portion 12. However, in order to adjust the amount of collision energy absorbed, the cylindrical portion 13 may also be shaped such that a plate-shaped member is erected in the vertical direction of the bottom portion 12 from a position inside the outer periphery of the bottom portion 12.
筒状部13の高さは特に限定されないが、底面部12の厚さ方向から見た形状が円形、楕円形、正三角形、正方形、長方形、正六角形、又は六角形である場合、底面部12の最短辺又は短径に対して、0.5~3倍であることが好ましく、0.6~2倍であることがより好ましく、0.65~1.5倍であることがさらに好ましい。筒状部13の高さが底面部12の最短辺又は短径に対して0.5倍よりも小さい場合、筒状部13に衝突エネルギーが加わり破壊や変形を行おうとしたときに、破壊や変形ができる空間が不十分であり、衝撃吸収部材11の破壊挙動が不安定になり、衝撃吸収性が低下してしまうおそれがある。一方、底面部12の最短辺又は短径に対して3倍よりも大きい場合、衝撃荷重が加わったときに座屈が生じる可能性が高くなったり、成形時の成形圧力を高く設定する必要があるため、成形コストが高くなったりしてしまうおそれがある。 The height of the cylindrical portion 13 is not particularly limited, but when the shape of the bottom portion 12 as viewed in the thickness direction is a circle, ellipse, equilateral triangle, square, rectangle, regular hexagon, or hexagon, it is preferably 0.5 to 3 times, more preferably 0.6 to 2 times, and even more preferably 0.65 to 1.5 times the shortest side or minor diameter of the bottom portion 12. If the height of the cylindrical portion 13 is less than 0.5 times the shortest side or minor diameter of the bottom portion 12, there may be insufficient space for destruction or deformation when impact energy is applied to the cylindrical portion 13, resulting in unstable destruction behavior of the impact absorbing member 11 and reduced impact absorption. On the other hand, if the height is more than 3 times the shortest side or minor diameter of the bottom portion 12, there may be an increased possibility of buckling when an impact load is applied, or the molding pressure may need to be set high, resulting in increased molding costs.
筒状部13は、底面部12の底面に垂直な方向に設けられることが好ましいが、衝撃吸収性が確保できるのであれば、厳密に垂直でなくともよい。この場合、底面部12と筒状部13との角度は30~120°であることが好ましく、40~90°であることがより好ましい。なお、筒状部13には、本発明の意図を損なわない程度に、金型の抜き勾配を確保するための角度を設けてもよい。 The cylindrical portion 13 is preferably arranged perpendicular to the bottom surface of the bottom portion 12, but does not need to be strictly perpendicular as long as shock absorption is ensured. In this case, the angle between the bottom portion 12 and the cylindrical portion 13 is preferably 30 to 120 degrees, and more preferably 40 to 90 degrees. The cylindrical portion 13 may also be angled to ensure a draft angle for the mold, as long as this does not impair the intent of the present invention.
筒状部13の厚さに特に制限はなく、底面部12の厚さと同じであってもよく、異なっていてもよいが、1~8mmが好ましく、2~6mmがより好ましい。 There are no particular restrictions on the thickness of the tubular portion 13, and it may be the same as or different from the thickness of the bottom portion 12, but a thickness of 1 to 8 mm is preferred, and 2 to 6 mm is more preferred.
本発明の衝撃吸収部材において、筒状部13により、筒状部13の軸方向(底面部12の厚み方向)から見て2つ以上の閉断面構造が形成されていることが好ましい。閉断面構造としては、特に限定されないが、衝突エネルギーを効率的に吸収する観点から、線対称又は点対象である形状であることが好ましく、例えば、円形、楕円形、多角形、又はこれらの形状の一部の組み合わせなどが挙げられるが、三角形、長方形、正方形、又は六角形であれば、内部空間14が隙間なく並ぶ形状とすることができるため、好ましい。In the impact absorbing member of the present invention, it is preferable that the cylindrical portion 13 forms two or more closed cross-sectional structures when viewed from the axial direction of the cylindrical portion 13 (thickness direction of the bottom portion 12). The closed cross-sectional structure is not particularly limited, but from the perspective of efficiently absorbing collision energy, it is preferable that it has a shape that is line-symmetric or point-symmetric. Examples include circles, ellipses, polygons, and combinations of these shapes. However, triangles, rectangles, squares, and hexagons are preferred because they allow the internal spaces 14 to be lined up without gaps.
筒状部における無機繊維の含有率と底面部における無機繊維の含有率との差が5体積%以下であることが好ましく、3体積%以下であることがより好ましく、2体積%以下であることがさらに好ましく、1.5体積%以下であることが特に好ましい。5体積%を超えると衝突エネルギー(応力)の集中点が想定とは異なる箇所で生じ、衝撃吸収性が低下するおそれがある。また、GMT(Glass Mat reinforced Thermoplastics)のような市販のスタンパブルシートを用いた場合、5体積%を超える上に、筒状部の先端では他の部位より無機繊維の含有率が低い樹脂リッチな状態となり、衝突時に衝撃吸収部材が粉々に砕けながら破壊が進行してしまったり、衝撃吸収部材の伸度が高くなることにより、金属製の衝撃吸収部材を用いたときの破壊挙動と同様の座屈のような変形が起こり、衝撃吸収部材が折れてしまったりする。なお、複数の内部空間を有する衝撃吸収部材では、「筒状部における無機繊維の含有率と底面部における無機繊維の含有率との差」とは、最外周に位置する筒状部の軸方向の先端部における無機繊維の含有率と最外周以外の筒状部の軸方向の先端部における無機繊維の含有率とを測定し、底面部における無機繊維の含有率との差の絶対値が大きい方の値とする。また、底面部については、筒状部と接合している箇所から最も離れた箇所(例えば図1の衝撃吸収部材では図4の斜線部分(測定部位41))の無機繊維の含有率を測定する。The difference between the inorganic fiber content in the tubular portion and the inorganic fiber content in the bottom portion is preferably 5% by volume or less, more preferably 3% by volume or less, even more preferably 2% by volume or less, and particularly preferably 1.5% by volume or less. If the difference exceeds 5% by volume, collision energy (stress) may be concentrated in an unexpected location, potentially reducing impact absorption. Furthermore, when using commercially available stampable sheets such as GMT (Glass Mat Reinforced Thermoplastics), the difference exceeds 5% by volume and the tip of the tubular portion becomes resin-rich, with a lower inorganic fiber content than other portions. This can lead to the impact absorbing material shattering into pieces as the damage progresses, or the increased elongation of the impact absorbing material can cause buckling-like deformation similar to the damage behavior observed when using metal impact absorbing materials, resulting in the impact absorbing material breaking. In a shock absorbing member having multiple internal spaces, the "difference between the inorganic fiber content in the cylindrical portion and the inorganic fiber content in the bottom portion" refers to the greater absolute value of the difference between the inorganic fiber content at the tip of the axial direction of the outermost cylindrical portion and the inorganic fiber content at the tip of the axial direction of each cylindrical portion other than the outermost cylindrical portion. For the bottom portion, the inorganic fiber content is measured at a location farthest from the location where it is joined to the cylindrical portion (for example, the diagonally shaded area (measurement location 41) in Figure 4 for the shock absorbing member of Figure 1).
図2は、本発明の実施の形態に係る衝撃吸収部材の変形例の斜視図である。直方体の形状である衝撃吸収部材21は、厚さ方向から見た形状が長方形である板状部材の底面部22の一方の面から垂直方向に六角柱状の筒状部23がハニカム構造となるように設けられている。底面部22と筒状部23によって区切られることにより、衝撃吸収部材21の内部には4つの六角柱状の内部空間24がハニカム構造となるように設けられているが、衝撃吸収部材21の軸方向の外周近傍では内部空間25のように六角柱の一部の形状となっている箇所もある。また、衝撃吸収部材21の外形は、底面部22の外周である4つの辺から底面部22の垂直方向に板状部材が立設された形状である。なお、筒状部23によって内部空間24及び25が形成されているが、衝撃吸収部材21の内部に位置する筒状部23の板状部材は2つの内部空間24の形成、内部空間24及び内部空間25の形成、又は2つの内部空間25の形成に共通して用いられている。また、内部空間24及び25の軸方向の底面は底面部22によって塞がれており、側面はいずれも筒状部23で構成されているが、上面は塞がれていない。 Figure 2 is a perspective view of a modified example of an impact absorbing member according to an embodiment of the present invention. The impact absorbing member 21 has a rectangular parallelepiped shape. A hexagonal prism-shaped cylindrical portion 23 is provided vertically from one side of the bottom surface portion 22 of the plate-shaped member, which is rectangular in shape when viewed in the thickness direction, to form a honeycomb structure. By being separated by the bottom surface portion 22 and the cylindrical portion 23, four hexagonal prism-shaped internal spaces 24 are provided inside the impact absorbing member 21 to form a honeycomb structure. However, near the outer periphery of the impact absorbing member 21 in the axial direction, there are also portions shaped like partial hexagonal prisms, such as internal space 25. The external shape of the impact absorbing member 21 is such that plate-shaped members are erected vertically from the four sides of the outer periphery of the bottom surface portion 22. Note that the internal spaces 24 and 25 are formed by the cylindrical portion 23, and the plate-like member of the cylindrical portion 23 located inside the impact absorbing member 21 is used in common to form the two internal spaces 24, to form the internal space 24 and the internal space 25, or to form the two internal spaces 25. The bottom surfaces of the internal spaces 24 and 25 in the axial direction are closed by the bottom surface portion 22, and the side surfaces are all formed by the cylindrical portion 23, but the top surfaces are not closed.
図3は、本発明の実施の形態に係る衝撃吸収部材のさらなる変形例の斜視図である。衝撃吸収部材31は、厚さ方向から見た形状が長方形である板状部材の底面部32の中央部において、底面部32の一方の面から垂直方向に延びるように4つの円筒状の筒状部33が設けられている。底面部32と筒状部33によって筒状部33同士の間に出来る隙間(後述の内部空間35)が最小限となるように形成されており、3つの隣接した内部空間34で囲まれるように内部空間35が形成されている。なお、内部空間34及び35の軸方向の底面は底面部32によって塞がれており、側面はいずれも筒状部33で構成されているが、上面は塞がれていない。 Figure 3 is a perspective view of another modified example of an impact absorbing member according to an embodiment of the present invention. The impact absorbing member 31 is a plate-shaped member having a rectangular shape when viewed in the thickness direction. The impact absorbing member 31 has four cylindrical tubular portions 33 extending vertically from one side of the bottom portion 32 at the center of the bottom portion 32. The bottom portion 32 and the tubular portions 33 are formed to minimize the gaps (internal spaces 35 described below) between the tubular portions 33, and the internal space 35 is formed so as to be surrounded by three adjacent internal spaces 34. The axial bottom surfaces of the internal spaces 34 and 35 are closed by the bottom portion 32, and the side surfaces are all formed by the tubular portions 33, but the top surfaces are not closed.
<衝撃吸収部材の製造方法>
本発明の衝撃吸収部材の製造方法は、衝撃吸収部材に含まれる所定の板状部材において無機繊維の配向方向が上述の所定の要件を満たし、かつ、所定の板状部材における無機繊維の含有率が範囲内である限り、特に限定されないが、例えば、開繊された無機繊維ロービングと熱可塑性樹脂とを用いて比較的薄い厚さの熱可塑性樹脂シートを製造し、次に熱可塑性樹脂シートをカッティングすることにより熱可塑性樹脂テープを得て、その後、カッティングした熱可塑性樹脂テープを用いて比較的厚い熱可塑性樹脂シートを作製し、最後に厚い熱可塑性樹脂シートを金型内に投入して成形することにより所望の形状の衝撃吸収部材を得ることが好ましい。なお、以下では、「無機繊維を含有する」という記載を省略し、単に「熱可塑性樹脂テープ」と記載し、上記の比較的薄い熱可塑性樹脂シートを「薄型熱可塑性樹脂シート」といい、上記の比較的厚い熱可塑性樹脂シートを「厚型熱可塑性樹脂シート」ということがある。以下に上記製造方法の各工程における詳細を説明する。
<Method of manufacturing impact absorbing member>
The method for manufacturing an impact-absorbing component of the present invention is not particularly limited, as long as the orientation direction of the inorganic fibers in a predetermined plate-shaped component contained in the impact-absorbing component satisfies the above-mentioned requirements and the inorganic fiber content in the predetermined plate-shaped component falls within a certain range. However, for example, a preferred method involves manufacturing a relatively thin thermoplastic resin sheet using opened inorganic fiber roving and a thermoplastic resin, cutting the thermoplastic resin sheet to obtain a thermoplastic resin tape, then using the cut thermoplastic resin tape to produce a relatively thick thermoplastic resin sheet, and finally molding the thick thermoplastic resin sheet into a mold to obtain an impact-absorbing component of the desired shape. Note that, hereinafter, the term "containing inorganic fibers" will be omitted and the term "thermoplastic resin tape" will be simply used. The relatively thin thermoplastic resin sheet will sometimes be referred to as a "thin thermoplastic resin sheet," and the relatively thick thermoplastic resin sheet will sometimes be referred to as a "thick thermoplastic resin sheet." Details of each step of the manufacturing method are described below.
無機繊維のロービングを開繊し、開繊された無機繊維のロービングを加熱溶融された熱可塑性樹脂が溜められた槽(以下、樹脂含浸槽という)の中に導入して、熱可塑性樹脂を無機繊維のロービングに連続的に含浸させる。開繊された無機繊維のロービングに樹脂を含浸させた後、賦形ローラーで潰し冷却固化させることにより、薄型熱可塑性樹脂シートを作製することができる。そして、薄型熱可塑性樹脂シートはファンカッターなどのカッターによって切断され、薄型熱可塑性樹脂シートが製造される。 The inorganic fiber roving is opened and introduced into a tank (hereinafter referred to as the resin impregnation tank) containing heated and molten thermoplastic resin, and the inorganic fiber roving is continuously impregnated with the thermoplastic resin. After the opened inorganic fiber roving is impregnated with the resin, it is crushed with a shaping roller and cooled and solidified to produce a thin thermoplastic resin sheet. The thin thermoplastic resin sheet is then cut with a cutter such as a fan cutter to produce a thin thermoplastic resin sheet.
開繊工程は、無機繊維を引き揃え、そして十分に開繊させて用いることが好ましい。撚りが殆ど入らない状態で行われるのが望ましく、通常、ローラー及び空気開繊工程が用いられるが、これに限定されるものではない。熱可塑性樹脂を連続的に効率良く含浸させるため、樹脂に0.1MPaの圧力をかける(0.1MPa以上の圧力を有する樹脂含浸槽を通す)のが好ましい。0.1MPa未満である場合、含浸性が十分に得られにくくなる。樹脂含浸槽内の圧力は高い方がより含浸性が向上し好ましく、より好ましくは0.3MPa以上、さらに好ましくは0.5MPa以上である。樹脂含浸槽内の圧力は高い方がより含浸性が向上し好ましいが、設備コストも高くなるので、2MPa以下であることが好ましい。 The opening process is preferably carried out by aligning the inorganic fibers and then fully opening them before use. It is desirable to carry out this process with minimal twist, and roller and air opening processes are typically used, but are not limited to these. To continuously and efficiently impregnate the thermoplastic resin, it is preferable to apply a pressure of 0.1 MPa to the resin (passing it through a resin impregnation tank with a pressure of 0.1 MPa or more). If the pressure is less than 0.1 MPa, it will be difficult to achieve sufficient impregnation. A higher pressure in the resin impregnation tank improves impregnation, and is therefore preferred; more preferably 0.3 MPa or more, and even more preferably 0.5 MPa or more. A higher pressure in the resin impregnation tank improves impregnation, and is preferred; however, equipment costs also increase, so a pressure of 2 MPa or less is preferred.
樹脂含浸槽を通過した無機繊維は、引取り張力により集束し易く、この状態では無機繊維の細部に熱可塑性樹脂が含浸しきれていない。そのため、賦形ローラーで潰し冷却固化させ熱可塑性樹脂テープを作製することにより、樹脂含浸性と取り扱い性とを向上させることが出来る。 After passing through the resin impregnation tank, inorganic fibers tend to bundle together due to the pulling tension, and in this state the thermoplastic resin does not fully impregnate the fine details of the inorganic fibers. Therefore, by crushing the fibers with a shaping roller, cooling and solidifying them to produce a thermoplastic resin tape, it is possible to improve resin impregnation and handleability.
厚型熱可塑性樹脂シートは、上記のようにして得られた熱可塑性樹脂テープをランダムにばらまいて、積層させ、予め熱可塑性樹脂の融点以上に温度調整した金型をセットした圧縮成型機を使用して圧縮し、金型を冷却した後、型開きを行うことで得ることができる。 A thick thermoplastic resin sheet can be obtained by randomly scattering and laminating the thermoplastic resin tapes obtained as described above, compressing them using a compression molding machine equipped with a mold whose temperature has been adjusted above the melting point of the thermoplastic resin, cooling the mold, and then opening the mold.
熱可塑性樹脂テープをランダムにばらまいて、積層させて、厚型熱可塑性樹脂シートを作製しているため、無機繊維が厚型熱可塑性樹脂シートの厚み方向に垂直な方向に配向しており、かつ、無機繊維が厚型熱可塑性樹脂シートの平面方向に配向していると共に、平面方向と直交する方向での配向がランダムとなっている。このような厚型熱可塑性樹脂シートを用いて後述のプレス成形を行うと、無機繊維が板状部材の厚み方向に垂直な方向に配向していると共に、該垂直方向に沿った面内での無機繊維の配向がランダムとなる板状部材を成形することができる。そして、このような板状部材を有する衝撃吸収部材を用いると、衝突エネルギーが加わったときに層間剥離を起こしながら破壊が進行することとなり、衝突安全性を高めることができる。 The thick thermoplastic resin sheet is made by randomly scattering and laminating thermoplastic resin tapes. This means that the inorganic fibers are oriented perpendicular to the thickness of the thick thermoplastic resin sheet, and are also oriented in the planar direction of the thick thermoplastic resin sheet, with random orientation in the direction perpendicular to the planar direction. When such a thick thermoplastic resin sheet is press-molded as described below, a plate-shaped component can be formed in which the inorganic fibers are oriented perpendicular to the thickness of the plate-shaped component and are randomly oriented in the plane along the perpendicular direction. When an impact-absorbing component containing such a plate-shaped component is used, delamination occurs as the component fractures when impact energy is applied, improving collision safety.
厚型熱可塑性樹脂シートの成形をするに際し、金型温度は熱可塑性樹脂の固化温度以下であることが好ましく、固化温度-60℃~固化温度-10℃であることが好ましい。金型温度は高いほうが厚型熱可塑性樹脂シートの成形性は高まるが、厚型熱可塑性樹脂シートのソリを防ぐためには金型温度は低いほうがよい。 When molding a thick thermoplastic resin sheet, the mold temperature is preferably below the solidification temperature of the thermoplastic resin, and is preferably between solidification temperature -60°C and solidification temperature -10°C. A higher mold temperature improves the formability of the thick thermoplastic resin sheet, but a lower mold temperature is better to prevent warping of the thick thermoplastic resin sheet.
また、厚型熱可塑性樹脂シートの成形をするに際し、プレス圧力は0.1MPa以上であることが好ましく、1MPa以上であることがより好ましい。0.1MPaより小さくすると熱可塑性樹脂テープに十分に圧力がかからず、気泡ができたり、表面品位が悪くなったりするおそれがある。厚型熱可塑性樹脂シート成形の際、プレス圧力は高いほうがよりシート品位が高くなるため好ましいが、設備コストが高くなってしまうため、10MPa以下であることが好ましい。プレス保持時間は0.5~20分であることが好ましく、1~10分であることがより好ましい。 When molding a thick thermoplastic resin sheet, the press pressure is preferably 0.1 MPa or more, and more preferably 1 MPa or more. If it is less than 0.1 MPa, sufficient pressure will not be applied to the thermoplastic resin tape, which may result in the formation of bubbles or poor surface quality. When molding a thick thermoplastic resin sheet, a higher press pressure is preferable as it will result in higher sheet quality, but this increases equipment costs, so a pressure of 10 MPa or less is preferable. The press hold time is preferably 0.5 to 20 minutes, and more preferably 1 to 10 minutes.
熱可塑性樹脂シートを用いて本発明の衝撃吸収部材を作製するために行う成形方法としては、プレス成形が好ましい。プレス成形としては、ヒート&クール成形法やスタンピング成形法などが挙げられるが、サイクルタイムや成形コストの面からスタンピング成形法であることが好ましい。スタンピング成形は、赤外線加熱や高周波加熱により、熱可塑性樹脂シートを使用する熱可塑性樹脂の融点以上に加熱溶融し、融点以下の温度に調整された金型に供給し、腑形冷却後脱型することにより行われる成形を指す。スタンピング成形時の金型温度、プレス圧力、プレス保持時間などの成形条件については、用いる熱可塑性樹脂により適宜設定すればよいが、以下のような条件で行うことが好ましい。 Press molding is preferred as a molding method for producing the impact-absorbing component of the present invention using a thermoplastic resin sheet. Examples of press molding include heat and cool molding and stamping molding, but stamping molding is preferred in terms of cycle time and molding costs. Stamping molding refers to molding in which a thermoplastic resin sheet is heated to a temperature above the melting point of the thermoplastic resin used using infrared heating or high-frequency heating, melted, fed into a mold adjusted to a temperature below the melting point, and then demolded after cooling. The molding conditions during stamping, such as mold temperature, press pressure, and press hold time, can be set appropriately depending on the thermoplastic resin used, but the following conditions are preferred.
スタンピング成形をするに際し、金型温度は熱可塑性樹脂の固化温度以下であることが好ましく、固化温度-60℃~固化温度-10℃であることが好ましい。金型温度は高いほうが成形性は高まるが、成形体のソリを防ぐためには金型温度は低いほうがよい。 When performing stamping molding, the mold temperature should preferably be below the solidification temperature of the thermoplastic resin, preferably between solidification temperature -60°C and solidification temperature -10°C. A higher mold temperature improves moldability, but a lower mold temperature is better to prevent warping of the molded product.
また、スタンピング成形をするに際し、プレス圧力は1MPa以上であることが好ましく、10MPa以上であることがより好ましい。1MPaより小さくすると熱可塑性樹脂シートに十分に圧力がかからず、流動不足による成形不良が生じたり、成形品内部に気泡が生じたりするおそれがある。スタンピング成形時のプレス圧力は高いほうがより成形品の品位が高くなるため好ましいが、設備コストが高くなってしまうため、50MPa以下であることが好ましい。プレス保持時間は1~10分であることが好ましく、1~5分であることがより好ましい。 When performing stamping molding, the press pressure is preferably 1 MPa or more, and more preferably 10 MPa or more. If the pressure is less than 1 MPa, sufficient pressure will not be applied to the thermoplastic resin sheet, which may result in molding defects due to insufficient flow or the formation of air bubbles inside the molded product. A higher press pressure during stamping molding is preferable as it will result in higher quality molded products, but this increases equipment costs, so a pressure of 50 MPa or less is preferable. The press holding time is preferably 1 to 10 minutes, and more preferably 1 to 5 minutes.
上記製造方法では、熱可塑性樹脂シートをカッティングすることにより熱可塑性樹脂テープが得られるため、薄型熱可塑性樹脂シートも熱可塑性樹脂テープと同等の厚みであることが好ましい。厚型熱可塑性樹脂シートの厚みは0.35~1.2mmであることが好ましく、0.5~1.0mmであることがより好ましい。厚みが0.35mm未満であると生産効率が悪くなるおそれがあり、1.2mmを超えるとコストの面から好ましくない。 In the above manufacturing method, thermoplastic resin tape is obtained by cutting a thermoplastic resin sheet, so it is preferable that the thin thermoplastic resin sheet has the same thickness as the thermoplastic resin tape. The thickness of the thick thermoplastic resin sheet is preferably 0.35 to 1.2 mm, and more preferably 0.5 to 1.0 mm. A thickness of less than 0.35 mm may result in poor production efficiency, and a thickness of more than 1.2 mm is undesirable from a cost perspective.
本願は、2021年10月14日に出願された日本国特許出願第2021-169137号及び2021年10月19日に出願された日本国特許出願第2021-171100号に基づく優先権の利益を主張するものである。2021年10月14日に出願された日本国特許出願第2021-169137号及び2021年10月19日に出願された日本国特許出願第2021-171100号の明細書の全内容が、本願に参考のため援用される。 This application claims the benefit of priority from Japanese Patent Application No. 2021-169137, filed on October 14, 2021, and Japanese Patent Application No. 2021-171100, filed on October 19, 2021. The entire contents of the specifications of Japanese Patent Application No. 2021-169137, filed on October 14, 2021, and Japanese Patent Application No. 2021-171100, filed on October 19, 2021, are incorporated herein by reference.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はもとよりこれらの実施例に限定されるものではない。なお、各実施例および比較例において用いた評価方法は以下の通りである。 The present invention will be described below using examples, but the present invention is not limited to these examples. The evaluation methods used in each example and comparative example are as follows:
<無機繊維の体積含有率>
底面部、最外周に位置する筒状部の軸方向の先端部、及び最外周以外の筒状部の軸方向の先端部から、サンプルを切り出し、JIS K7250-1に準拠する直接灰化法にて計測された無機繊維の重量含有率を用いて、下式により各部位の無機繊維の体積含有率を算出した。なお、繊維密度及び樹脂密度の単位はg/cm3とする。
<Volume content of inorganic fibers>
Samples were cut out from the bottom, the axial tip of the outermost cylindrical part, and the axial tip of a cylindrical part other than the outermost cylindrical part, and the volume content of inorganic fiber in each part was calculated using the weight content of inorganic fiber measured by the direct ashing method in accordance with JIS K7250-1 according to the following formula. The fiber density and resin density are expressed in g/ cm3 .
なお、底面部では、内部空間での底面部の中央近傍における無機繊維の含有率を測定しており、内部空間での底面部の中央近傍とは、図1の衝撃吸収部材では図4の斜線部分(測定部位41)のことであり、図2や図3でも同様である。また、筒状部の軸方向の先端部とは、衝突エネルギーが最初に加わる側の先端部(底面部とは反対側の先端部)である。そして、最外周に位置する筒状部とは2つの内部空間の形成に共通して用いられている部分以外の筒状部(1つの内部空間のみの形成に用いられている部分)のことを指す。 For the bottom portion, the inorganic fiber content was measured near the center of the bottom portion in the internal space. The center of the bottom portion in the internal space refers to the shaded area (measurement area 41) in Figure 4 for the impact absorbing member in Figure 1, and is similar for Figures 2 and 3. The axial tip of the tubular portion refers to the tip on the side where impact energy is first applied (the tip opposite the bottom portion). The tubular portion located at the outermost periphery refers to the tubular portion other than the portion commonly used to form the two internal spaces (the portion used to form only one internal space).
<落錘衝撃試験>
大型高速衝撃圧縮試験機(IM10T-30、IMATEK社製)を用いて、作製した衝撃吸収部材の落錘衝撃試験を実施した。落錘衝撃試験は、重量121.2kgの錐体を衝撃吸収部材より2.5m高い位置から自由落下させることで、衝撃吸収部材の軸方向に衝撃圧縮荷重を加えることにより行った。衝撃荷重は、錐体側に取り付けたロードセルから計測した。計測された衝撃荷重と変位より、荷重-変位曲線を描いて積分することにより落錘衝撃試験時における衝撃吸収部材の吸収エネルギーを算出した。算出した吸収エネルギーを、落錘衝撃試験によって破壊した部分の重量で割ることにより、比吸収エネルギーを算出した。
<Drop weight impact test>
A drop weight impact test was conducted on the prepared impact absorbing member using a large-scale, high-speed impact compression testing machine (IM10T-30, manufactured by IMATEK Corporation). The drop weight impact test was performed by freely dropping a cone weighing 121.2 kg from a position 2.5 m higher than the impact absorbing member, thereby applying an impact compression load in the axial direction of the impact absorbing member. The impact load was measured using a load cell attached to the cone side. The absorbed energy of the impact absorbing member during the drop weight impact test was calculated by drawing and integrating a load-displacement curve using the measured impact load and displacement. The specific absorbed energy was calculated by dividing the calculated absorbed energy by the weight of the portion destroyed by the drop weight impact test.
<平均配向角度>
図1の衝撃吸収部材において、底面部における厚み方向に垂直な面に対する無機繊維の平均配向角度を測定した。具体的には、内部空間14での底面部の中央近傍(図4の斜線部分(測定部位41))の各無機繊維の配向角度を測定し、平均配向角度を算出した。
<Average orientation angle>
In the impact absorbing member of Fig. 1, the average orientation angle of the inorganic fibers with respect to a plane perpendicular to the thickness direction in the bottom surface portion was measured. Specifically, the orientation angle of each inorganic fiber near the center of the bottom surface portion in the internal space 14 (the shaded area (measurement area 41) in Fig. 4) was measured, and the average orientation angle was calculated.
(実施例1)
無機繊維であるガラス繊維ロービング(日東紡社製、RS 110 QL-483、Eガラス、繊度:1150Tex、集束本数f:2000本、平均繊維径:17μm)を直径2cmのローラーを用いて開繊した。次に、プライムポリマー社製J137M(温度230℃、荷重2.16kgでのMFR:30g/10分)及び旭テクノ工業社製PP-04M(温度230℃、荷重2.16kgでのMFR:88g/10分)のブレンドからなるマレイン酸変性ポリプロピレン樹脂(温度230℃、荷重2.16kgでのMFR:45g/10分)を満たした槽を準備し、槽内の樹脂の温度を240℃とし、樹脂に0.6MPaの圧力をかけた。続いて、開繊したガラス繊維ロービングを上記の槽に通し、ガラス繊維に樹脂を連続的に含浸させた。その後、樹脂を含浸させたガラス繊維を賦形ローラーで潰し冷却固化させて、熱可塑性樹脂シートを作製した。最後に、熱可塑性樹脂シートをカッティングし、無機繊維の含有率が48体積%である幅30mm、長さ35mm、厚み0.1mmの熱可塑性樹脂テープAを作製した。
Example 1
Inorganic glass fiber roving (manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., RS 110 QL-483, E glass, fineness: 1150 Tex, number of fibers f: 2000, average fiber diameter: 17 μm) was opened using a 2 cm diameter roller. Next, a tank filled with maleic acid-modified polypropylene resin (temperature 230 ° C., load 2.16 kg MFR: 45 g / 10 min) consisting of a blend of Prime Polymer J137M (temperature 230 ° C., load 2.16 kg MFR: 30 g / 10 min) and Asahi Techno Kogyo Co., Ltd. PP-04M (temperature 230 ° C., load 2.16 kg MFR: 88 g / 10 min) was prepared, the temperature of the resin in the tank was set to 240 ° C., and a pressure of 0.6 MPa was applied to the resin. Subsequently, the opened glass fiber roving was passed through the tank, and the glass fibers were continuously impregnated with the resin. The resin-impregnated glass fibers were then crushed with a shaping roller and cooled to solidify, producing a thermoplastic resin sheet. Finally, the thermoplastic resin sheet was cut to produce a thermoplastic resin tape A having a width of 30 mm, a length of 35 mm, and a thickness of 0.1 mm and containing 48% by volume of inorganic fibers.
その後、金属製の耐熱離型容器内に熱可塑性樹脂テープAをランダムに積層させた後、240℃に加熱された金型内で0.2MPaの圧力をかけて5分間プレスし、シート内部のエアーを十分に抜いた後、100℃に設定された金型内で2MPaの圧力で2分間プレスすることにより、厚さが6mmのスタンピング成形用シートを作製した。作製したスタンピング成形用シートを金型容積と同容積になるように切り出し、遠赤外線ヒーターでスタンピング成形用シートが220℃となるまで加熱後、130℃に設定された金型内に投入して圧力25MPa、保圧時間2分にてスタンピング成形を行うことにより、図1に示す形状の衝撃吸収部材を得た。図1の衝撃吸収部材は底面部が縦80mm、横100mm、厚み4mmであり、筒状部は高さ52mmであり、筒状部の先端部の厚さは2.2mmであった。筒状部の高さは、底面部の最短辺の0.65倍であった。実施例1の衝撃吸収部材の底面部における無機繊維の含有率は47.5体積%であり、最外周に位置する筒状部における無機繊維の含有率は47.9体積%であり、最外周以外の筒状部における無機繊維の含有率は48.4体積%であった。実施例1における衝撃吸収部材の比吸収エネルギーは36.6kJ/kgであり、平均配向角度は3.7°であった。Thermoplastic resin tape A was then randomly laminated in a metal heat-resistant release container and pressed at 0.2 MPa for 5 minutes in a mold heated to 240°C. After sufficient air was removed from the sheet, it was pressed at 2 MPa for 2 minutes in a mold set at 100°C to produce a 6 mm-thick stamping sheet. The resulting stamping sheet was cut to the same volume as the mold. The stamping sheet was heated to 220°C using a far-infrared heater and then placed in a mold set at 130°C. Stamping was performed at 25 MPa with a dwell time of 2 minutes to produce an impact-absorbing member with the shape shown in Figure 1. The impact-absorbing member in Figure 1 had a base measuring 80 mm long, 100 mm wide, and 4 mm thick. The cylindrical portion was 52 mm high, with a tip thickness of 2.2 mm. The height of the cylindrical portion was 0.65 times the shortest side of the base. The inorganic fiber content in the bottom surface of the impact absorbing member of Example 1 was 47.5% by volume, the inorganic fiber content in the cylindrical portion located at the outermost periphery was 47.9% by volume, and the inorganic fiber content in the cylindrical portions other than the outermost periphery was 48.4% by volume. The impact absorbing member of Example 1 had a specific absorption energy of 36.6 kJ/kg and an average orientation angle of 3.7°.
(実施例2)
実施例1と同様の方法でスタンピング成形用シートを作製した。作製したスタンピング成形用シートを切り出し、遠赤外線ヒーターでスタンピング成形用シートが220℃となるまで加熱後、130℃に設定された金型内に投入してスタンピング成形を行うことにより、図2に示す形状の衝撃吸収部材を得た。図2の衝撃吸収部材は底面部が縦60mm、横60mm、厚み4mmであり、筒状部は高さ52mmであり、筒状部の先端部の厚さは2.2mmであった。筒状部の高さは、底面部の最短辺の0.87倍であった。実施例2の衝撃吸収部材の底面部における無機繊維の含有率は47.8体積%であり、最外周に位置する筒状部における無機繊維の含有率は48.2体積%であり、最外周以外の筒状部における無機繊維の含有率は47.5体積%であった。実施例2における衝撃吸収部材の比吸収エネルギーは40.5kJ/kgであった。
Example 2
A stamping sheet was prepared in the same manner as in Example 1. The prepared stamping sheet was cut out, heated to 220 ° C. with a far-infrared heater, and then placed in a mold set at 130 ° C. for stamping, thereby obtaining an impact absorbing member having the shape shown in FIG. 2. The impact absorbing member in FIG. 2 had a bottom portion measuring 60 mm in length, 60 mm in width, and 4 mm in thickness, a tubular portion having a height of 52 mm, and a thickness of 2.2 mm at the tip of the tubular portion. The height of the tubular portion was 0.87 times the shortest side of the bottom portion. The inorganic fiber content in the bottom portion of the impact absorbing member in Example 2 was 47.8 vol%, the inorganic fiber content in the tubular portion located at the outermost periphery was 48.2 vol%, and the inorganic fiber content in the tubular portions other than the outermost periphery was 47.5 vol%. The specific absorption energy of the impact absorbing member in Example 2 was 40.5 kJ/kg.
(実施例3)
実施例1に記載のガラス繊維ロービングに代えて、炭素繊維ロービング(東レ社製T-700、ポリアクリロニトリル、繊度:800Tex、12000f、平均繊維径:7μm)を用い、実施例1で用いられていた酸変性されたポリプロピレン樹脂に代えて、マレイン酸変性ポリプロピレン(東洋紡社製G2H、温度230℃、荷重2.16kgでのMFR:50g/10分)を用いた以外は実施例1と同様の方法で、無機繊維の含有率が50%である幅15mm、長さ35mm、厚み0.1mmの熱可塑性樹脂テープBを作製した。
Example 3
Instead of the glass fiber roving described in Example 1, carbon fiber roving (T-700 manufactured by Toray Industries, Inc., polyacrylonitrile, fineness: 800 Tex, 12000 f, average fiber diameter: 7 μm) was used, and instead of the acid-modified polypropylene resin used in Example 1, maleic acid-modified polypropylene (G2H manufactured by Toyobo Co., Ltd., MFR at temperature 230 ° C. and load 2.16 kg: 50 g / 10 min) was used. In the same manner as in Example 1, except that, a thermoplastic resin tape B having a width of 15 mm, a length of 35 mm, and a thickness of 0.1 mm and having an inorganic fiber content of 50% was produced.
熱可塑性樹脂テープAの代わりに熱可塑性樹脂テープBを用いる以外は実施例1と同様の方法で図1に示す形状の衝撃吸収部材を得た。実施例3の衝撃吸収部材の底面部における無機繊維の含有率は49.4体積%であり、最外周に位置する筒状部における無機繊維の含有率は50.3体積%であり、最外周以外の筒状部における無機繊維の含有率は50.1体積%であった。実施例3における衝撃吸収部材の比吸収エネルギーは49.5kJ/kgであった。 An impact absorbing member having the shape shown in Figure 1 was obtained in the same manner as in Example 1, except that thermoplastic resin tape B was used instead of thermoplastic resin tape A. The inorganic fiber content in the bottom surface of the impact absorbing member in Example 3 was 49.4 vol%, the inorganic fiber content in the cylindrical portion located at the outermost periphery was 50.3 vol%, and the inorganic fiber content in cylindrical portions other than the outermost periphery was 50.1 vol%. The specific absorption energy of the impact absorbing member in Example 3 was 49.5 kJ/kg.
(実施例4)
熱可塑性樹脂テープAの代わりに熱可塑性樹脂テープBを用いる以外は実施例2と同様の方法で図2に示す形状の衝撃吸収部材を得た。実施例4の衝撃吸収部材の底面部における無機繊維の含有率は50.3体積%であり、最外周に位置する筒状部における無機繊維の含有率は49.8体積%であり、最外周以外の筒状部における無機繊維の含有率は49.9体積%であった。実施例4における衝撃吸収部材の比吸収エネルギーは54.2kJ/kgであった。
Example 4
An impact absorbing member having the shape shown in Figure 2 was obtained in the same manner as in Example 2, except that thermoplastic resin tape B was used instead of thermoplastic resin tape A. The inorganic fiber content in the bottom portion of the impact absorbing member in Example 4 was 50.3 volume %, the inorganic fiber content in the cylindrical portion located at the outermost periphery was 49.8 volume %, and the inorganic fiber content in the cylindrical portions other than the outermost periphery was 49.9 volume %. The specific absorption energy of the impact absorbing member in Example 4 was 54.2 kJ/kg.
(比較例1)
ポリプロピレン及びガラス繊維を含む三菱ケミカルアドバンスドマテリアルズ社製P4038GMT(GMT、繊維長:100mm、無機繊維の含有率:20体積%、厚さ:3.8mm)を用いてスタンピング成形用シートを作製した以外は実施例1と同様の方法で図1に示す形状の衝撃吸収部材を得た。比較例1の衝撃吸収部材の底面部における無機繊維の含有率は24.8体積%であり、最外周に位置する筒状部における無機繊維の含有率は17.8体積%であり、最外周以外の筒状部における無機繊維の含有率は16.2体積%であった。比較例1における衝撃吸収部材の比吸収エネルギーは21.5kJ/kgであった。また、落錘衝撃試験における破壊時の挙動は、実施例1~4とは異なり、錐体が接触した箇所の近傍から粉々に砕けながら破壊が進行した。
(Comparative Example 1)
An impact absorbing member having the shape shown in FIG. 1 was obtained in the same manner as in Example 1, except that a stamping molding sheet was prepared using Mitsubishi Chemical Advanced Materials P4038GMT (GMT, fiber length: 100 mm, inorganic fiber content: 20 vol%, thickness: 3.8 mm) containing polypropylene and glass fibers. The inorganic fiber content in the bottom surface of the impact absorbing member in Comparative Example 1 was 24.8 vol%, the inorganic fiber content in the cylindrical portion located at the outermost periphery was 17.8 vol%, and the inorganic fiber content in the cylindrical portion other than the outermost periphery was 16.2 vol%. The specific absorption energy of the impact absorbing member in Comparative Example 1 was 21.5 kJ/kg. Furthermore, the behavior at the time of failure in the drop weight impact test differed from Examples 1 to 4, with the cone shattering into pieces as the failure progressed from the vicinity of the point of contact.
(比較例2)
比較例1と同様の方法でスタンピング成形用シートを作製した以外は実施例1と同様の方法で図2に示す形状の衝撃吸収部材を得た。比較例2の衝撃吸収部材の底面部における無機繊維の含有率は24.2体積%であり、最外周に位置する筒状部における無機繊維の含有率は16.8体積%であり、最外周以外の筒状部における無機繊維の含有率は18.5体積%であった。比較例2における衝撃吸収部材の比吸収エネルギーは25.2kJ/kgであった。また、落錘衝撃試験における破壊時の挙動は、比較例1と同様に、錐体が接触した箇所の近傍から粉々に砕けながら破壊が進行した。
(Comparative Example 2)
An impact absorbing member having the shape shown in FIG. 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that a stamping molding sheet was prepared in the same manner as in Comparative Example 1. The inorganic fiber content in the bottom portion of the impact absorbing member in Comparative Example 2 was 24.2 vol%, the inorganic fiber content in the cylindrical portion located at the outermost periphery was 16.8 vol%, and the inorganic fiber content in the cylindrical portions other than the outermost periphery was 18.5 vol%. The specific absorption energy of the impact absorbing member in Comparative Example 2 was 25.2 kJ/kg. Furthermore, the behavior at the time of failure in the drop weight impact test was the same as in Comparative Example 1, with the cone shattering into pieces starting from the vicinity of the point of contact.
本発明の衝撃吸収部材は、軽量化と高い衝突安全性とが両立できており、かつ、成形性に優れているため、乗用車の衝撃吸収装置に用いることができ、車体軽量化や省エネルギーの面から産業界に大きく寄与することが期待される。また、本発明の衝撃吸収部材は、乗用車の衝撃吸収装置に用いることができるのみならず、乗用車以外の車両や各種構造物にも用いることができる。 The impact absorbing member of the present invention achieves both lightweight and high collision safety, and has excellent formability, making it suitable for use in impact absorbing devices for passenger cars. It is expected to make a significant contribution to industry in terms of reducing vehicle weight and saving energy. Furthermore, the impact absorbing member of the present invention can be used not only in impact absorbing devices for passenger cars, but also in vehicles other than passenger cars and various structures.
11、21、31 衝撃吸収部材
12、22、32 底面部
13、23、33 筒状部
14、24、25、34、35 内部空間
41 測定部位
11, 21, 31 Impact absorbing member 12, 22, 32 Bottom surface portion 13, 23, 33 Cylindrical portion 14, 24, 25, 34, 35 Internal space 41 Measurement portion
Claims (7)
前記板状部材の少なくとも1つが、無機繊維を含む熱可塑性樹脂テープが積層されて形成されたものであり、
前記熱可塑性樹脂テープは、長さ方向に前記無機繊維が配向した熱可塑性樹脂シートをカッティングして得られたものであり、
該無機繊維を含む板状部材において、前記無機繊維が板状部材の厚み方向に垂直な方向に配向していると共に、該垂直方向に沿った面内での配向がランダムであり、かつ前記無機繊維が前記板状部材中、30~60体積%であることを特徴とする衝撃吸収部材。 An impact absorbing member having one or more plate-shaped members,
At least one of the plate-like members is formed by laminating thermoplastic resin tapes containing inorganic fibers,
the thermoplastic resin tape is obtained by cutting a thermoplastic resin sheet in which the inorganic fibers are oriented in the length direction,
In the plate-like member containing the inorganic fibers, the inorganic fibers are oriented in a direction perpendicular to the thickness direction of the plate-like member, and are randomly oriented in the plane along the perpendicular direction, and the inorganic fibers account for 30 to 60 volume % of the plate-like member.
前記筒状部及び前記底面部は前記板状部材により構成されており、
前記底面部は、前記筒状部の一方の底面を塞いでおり、
前記筒状部における前記無機繊維の含有率と前記底面部における前記無機繊維の含有率との差が5体積%以下である請求項1又は2に記載の衝撃吸収部材。 An impact absorbing member having a cylindrical portion and a bottom portion,
the cylindrical portion and the bottom surface portion are formed by the plate-like member,
the bottom surface portion closes one bottom surface of the cylindrical portion,
3. The impact absorbing member according to claim 1, wherein the difference between the content of the inorganic fibers in the tubular portion and the content of the inorganic fibers in the bottom portion is 5% by volume or less.
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|---|---|---|---|---|
| JP2004142165A (en) | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Toyobo Co Ltd | Compression molding materials |
| JP2004223743A (en) | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Toyobo Co Ltd | Manufacturing method of shock absorber |
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004142165A (en) | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Toyobo Co Ltd | Compression molding materials |
| JP2004223743A (en) | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Toyobo Co Ltd | Manufacturing method of shock absorber |
| JP2004223744A (en) | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Toyobo Co Ltd | Impact absorbing fiber reinforced material and method for producing the same |
| JP2010150371A (en) | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Toyobo Co Ltd | Carbon filament-reinforced polypropylene composite material |
| WO2013080974A1 (en) | 2011-11-28 | 2013-06-06 | 帝人株式会社 | Shock absorption member |
| WO2015076283A1 (en) | 2013-11-20 | 2015-05-28 | 東洋紡株式会社 | Fiber-reinforced thermoplastic resin sheet |
| JP2017002998A (en) | 2015-06-10 | 2017-01-05 | マツダ株式会社 | Shock absorption carbon fiber resin structure |
| JP2018069905A (en) | 2016-10-28 | 2018-05-10 | マツダ株式会社 | Vehicle impact absorption structure |
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