(57)【要約】【課題】従来の座屈構造ではエネルギー吸収が困難な薄型（特に１ｃｍ以下の厚さ）に形成することのできる衝撃低減部材及びこれを用いた衝撃低減部品を提供する。【解決手段】液体、直径１５μｍ以上、長さ５００μｍ以上の繊維、及び粒子から構成される複合材料であって、前記粒子が、アスペクト比５以上の針状形状であることを特徴とする衝撃低減部材及びこれを封入してなる衝撃低減部品によって、上記課題は解決される。【選択図】図１Ｂ
2008095708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体、
直径１５μｍ以上、長さ５００μｍ以上の繊維、及び
粒子、
から構成される複合材料であって、前記粒子が、アスペクト比５以上の針状形状であることを特徴とする衝撃低減部材。
【請求項２】
前記繊維が、織布の形態で用いられていることを特徴とする請求項１に記載の衝撃低減部材。
【請求項３】
前記アスペクト比５以上の針状形状の粒子が、断面直径５〜１０００ｎｍのアルミナ粒子であることを特徴とする請求項１または２に記載の衝撃低減部材。
【請求項４】
前記粒子が、アスペクト比５以上の針状形状の粒子と、アスペクト比５未満の球状形状の粒子との混合であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の衝撃低減部材。
【請求項５】
前記複合材料のうち、前記粒子が、５〜４０ｖｏｌ％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の衝撃低減部材。
【請求項６】
自動車の内装および／または外装に請求項１〜５のいずれか１項に記載の衝撃低減部材を封入した複合物を設置したことを特徴とする歩行者もしくは乗員の衝撃低減部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車に設置されるものであって、衝突時に衝撃を受ける乗員もしくは歩行者の保護のための衝撃低減部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より自動車の衝突後に乗員に加わる慣性力によって、ステアリング、内装材など二次衝突する際のエネルギーを緩和する装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の内装ピラーの裏面リブ構造に関する発明では、樹脂製のピラー裏面にエネルギー吸収に優れた構造を設け、短いストロークにして頭部障害値（ＨＩＣ値）を低減できる構造が提案されている。
【０００３】
また、歩行者保護に関しては、例えば、特許文献２に記載のエンジンフード裏面に関する発明では当該部位に座屈構造を設け、特許文献１と同じく頭部障害値を低減できる構造が提案されている。
【特許文献１】特開平９−２２０９８５号公報
【特許文献２】特開平７−２８５４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２のいずれの場合でも、これらの文献に記載されている従来構造より短いストロークでのエネルギー吸収は高いものの、座屈構造によるエネルギー吸収であるため、内装材料への設置にあっては、数ｃｍ（５ｃｍ程度）の厚さが必要であり、見栄えが悪くなること、エンジンフードの設置にあっては、衝突初期に歩行者が接触するバンパーへの適用が極めて困難であるという欠点がある。これらの欠点は、レイアウトに影響を及ぼさないような、１ｃｍ以下の厚さでのエネルギー吸収がこれらの座屈構造では得られないことに起因する。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、従来の座屈構造ではエネルギー吸収が困難な薄型（特に１ｃｍ以下の厚さ）に形成することのできる衝撃低減部材及びこれを用いた衝撃低減部品を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、これら特許文献１、２に記載の従来構造が、座屈構造であるがゆえに、硬さ変化が小さく、しかも座屈に応じて底付きして硬さが急激に上昇することによるものであることをつきとめ、衝突時の歪速度の高いときに、硬くなることで衝突速度を低減しながら、徐々に柔らかくなっていく材料を発明し、従来の欠点を解決するに至った。
【０００７】
すなわち本発明の目的は、液体、直径１５μｍ以上、長さ５００μｍ以上の繊維及び粒子から構成される複合材料であって、前記粒子が、アスペクト比５以上の針状形状であることを特徴とする衝撃低減部材により達成することができる。
【０００８】
なた、本発明の他の目的は、自動車の内装および／または外装に上記衝撃低減部材を封入した複合物を設置したことを特徴とする歩行者もしくは乗員の衝撃低減部品により達成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の衝撃緩衝部材によれば、衝突時の歪速度の高いときの針状形状粒子の凝集性（即ち、歪印加で針状形状粒子が凝集、高濃度化し、ダイラタンシー（歪速度硬化性）を発現させること）を利用した従来にない薄型の衝撃緩衝部材を提供することができる。これによって、衝突のエネルギーを吸収し、乗員、歩行者の負傷を低減することができ、形状自由度が高く、また意匠性に悪影響を与えない安全な衝撃緩衝部品を提供することができる。
【００１０】
また、この他に、本発明の衝撃緩衝部材及びこれを用いた衝撃緩衝部品では、衝突時の歪速度の高いときに、硬くなることで衝突速度を低減しながら、徐々に柔らかくなっていく材料（複合材料）を用いることで、特に外部信号を必要とせずに、上記の硬度変化を提供できる点も利点として挙げることができる。これは、センサー、アクチュエータを必要としないことを意味し、経済的に優れるだけでなく、スペース効率、設置部位の選択自由度においても極めて有利な点となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の衝撃低減部材は、液体、直径１５μｍ以上、長さ５００μｍ以上の繊維及び粒子から構成される複合材料であって、前記粒子が、アスペクト比５以上の針状形状であることを特徴とするものである。これにより、衝突時の歪速度の高いときに、歪印加で針状形状粒子が凝集、高濃度化し、ダイラタンシー（歪速度硬化性）を発現させることができ、衝撃を減速させながら衝突のエネルギーを吸収し、緩やかに底付きさせることができる。そのため、頭部障害値を大幅に低減できるなど、乗員、歩行者の負傷を低減することができる。特に、アスペクト比５以上の針状形状粒子では、通常時（非衝突時）でも、連鎖構造になっているので、衝突時の歪速度の高い、
また本発明の衝撃低減部材は、液状物であるため、任意の形状の容器に封入して用いることができるなど、形状自由度が高く、また薄型のシート状容器（特に形状自由度の高い樹脂製容器等）に封入して用いることもでき、こうした従来の座屈構造ではエネルギー吸収が困難な薄型（特に１ｃｍ以下の厚さ）の衝撃低減部品にあっても、上記したダイラタンシー（歪速度硬化性）を有効に発現させることができるため（後述する実施例参照のこと）、意匠性に悪影響を与えることなく内装ピラーの内側やエンジンフード（ボンネット）の裏側の形状に沿わせて適用ができるほか、従来適用が困難であったバンパーの内側などにも、その形状に沿わせて適用することができる点で優れている。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明するが、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきであり、下記の形態のみに制限されることはない。
【００１３】
図１は、本発明の衝撃低減部材が、衝突などにより外部から応力を受けた際の変化の様子を模式的に表した図面である。このうち図１Ａは、本発明の衝撃低減部材の通常時（衝突などにより外部から応力を受けていない状態）の様子を模式的に表した図面であり、図１Ｂは、本発明の衝撃低減部材が、衝突などにより外部から応力を受けた時の様子を模式的に表した図面である。
【００１４】
図１Ａ、Ｂに示すように、本発明の衝撃低減部材１１は、液体１２、直径１５μｍ以上、長さ５００μｍ以上の繊維１３、粒子１４から構成される複合材料であって、前記粒子１４はアスペクト比５以上の針状形状の粒子である。更に本発明の作用効果を損なわない範囲内において、アスペクト比５未満の球状形状の粒子（図示せず、以下、粒子１４’とも記する。）を適量含んでいてもよい。図１では、アスペクト比５以上の針状形状の粒子１４を用いた際の硬度変化の様子を示している。
【００１５】
図１Ａに示すように、針状形状の粒子１４は、通常時は液体１２に分散したコロイド状態で存在し、繊維１３もまたこの液体１２中に存在している。図１Ｂに示すように、本発明の衝撃低減部材１１は、衝突などにより外部から応力を受けるなどして、圧縮方向に高い歪速度が与えられることによって、コロイド状態で分散していた針状形状の粒子１４が凝集し、連鎖構造をとる。本発明では、粒子１４近傍に繊維１３が存在するため、針状形状の粒子１４は、繊維１３に沿って、特に表面エネルギーが安定する繊維１３の長軸方向（繊維１３が織布形態や不織布形態の場合には布表面の面内方向）に沿って凝集（図１Ｂのように針状形状の粒子１４が粒子の長軸方向に重なるように並んで凝集する）、あるいは繊維１３を端点にして凝集する特性を有する。このような粒子１４の凝集によって、高濃度化し、ダイラタンシー（歪速度硬化性）を発現させることができる（これにより、衝撃低減部材１１の圧縮弾性率ないし粘度が変化することになる。）。したがって、前記衝撃低減部材１１は、衝突時の歪速度の高いときに、硬くなる（図１Ｂに示す状態に変化する）ことで衝突速度を低減しながら、徐々に柔らかくなっていく（図１Ａに示す状態に回復する）特性を示す。本発明では、上記したような特性を有する複合材料により構成された衝撃低減部材１１を用いることで、特に外部信号を必要とせずに、上記の硬度変化を提供できるものである。
【００１６】
なお、図１Ｃ及び図１Ｄは、液体１２に針状形状の粒子１４と共に球状形状の粒子１４’を分散した実施形態を表したものである。この場合にも、上記図１Ａ、Ｂで説明したのと同様のメカニズムが得られる。即ち、図１Ｃに示すように、針状形状の粒子１４及び球状形状の粒子１４’は、通常時は液体１２に分散したコロイド状態で存在し、繊維１３もまたこの液体１２中に存在している。図１Ｄに示すように、衝撃低減部材１１は、衝突などにより外部から応力を受けるなどして、圧縮方向に高い歪速度が与えられることによって、コロイド状態で分散していた針状形状の粒子１４及び球状形状の粒子１４’が凝集し、連鎖構造をとる。本発明では、粒子１４及び１４’近傍に繊維１３が存在するため、針状形状の粒子１４及び球状形状の粒子１４’は、繊維１３に沿って、特に表面エネルギーが安定する繊維１３の長軸方向（繊維１３が織布形態や不織布形態の場合には布表面の面内方向）に沿って凝集（図１Ｄのように針状形状の粒子１４が粒子の長軸方向に重なるように並んで凝集し、更にこれらの粒子間やその隙間に球状形状の粒子１４’が入り込むようにして凝集する）、あるいは繊維１３を端点にして凝集する特性を有する。このような粒子１４及び１４’の凝集によって、高濃度化し、ダイラタンシー（歪速度硬化性）を発現させることができる（これにより、衝撃低減部材１１の圧縮弾性率ないし粘度が変化することになる。）。したがって、衝撃低減部材１１は、衝突時の歪速度の高いときに、硬くなる（図１Ｄに示す状態に変化する）ことで衝突速度を低減しながら、徐々に柔らかくなっていく（図１Ｃに示す状態に回復する）特性を示す。本実施形態でも、上記したような特性を有する複合材料により構成された衝撃低減部材１１を用いることで、特に外部信号を必要とせずに、上記の硬度変化を提供できるものである。
【００１７】
以下、本発明につき、各構成要件ごとに、より詳しく説明する。
【００１８】
（１）粒子１４
（ｉ）粒子の形状（アスペクト比及び粒子の（断面）直径）
本発明の衝撃低減部材に用いられる複合材料を構成する粒子１４は、アスペクト比５以上、好ましくは５〜１００、より好ましくは２０〜１００、特に好ましくは５０〜１００の針状形状であることを特徴とするものである。
【００１９】
ここで、粒子のアスペクト比および粒子の（断面）直径は、透過型電子顕微鏡で観察した１００個の粒子の平均値を意味する。アスペクト比は、図８Ａに示すように、粒子の長径（長軸長さ）の最大値（Ｌ１）と、短径方向（短軸方向）の断面の長径Ｌａおよび短径Ｌｂの平均値（Ｌ２＝（Ｌａ＋Ｌｂ）／２）との比（Ｌ１／Ｌ２）として求められる（ここで、Ｌａ≧Ｌｂであり、Ｌａ＝Ｌｂの場合は断面形状が円形である）。次に、粒子の（断面）直径は、粒子の短径方向（短軸方向）の断面の長径Ｌａおよび短径Ｌｂの平均値（Ｌ２）を意味する。なお、粒子が中空形状や海島形状の場合でも、図８Ａの中実粒子と同様に、図８Ｂに示すようにして、粒子のアスペクト比および粒子の（断面）直径を求めることができる。なお、アスペクト比５未満の球状形状の粒子についても、同様の方法で測定することができる。後述するアスペクト比５未満の球状形状の粒子の平均粒径とは、アスペクト比の算出に用いた粒子のＬ１とＬ２の平均値（Ｌ１＋Ｌ２）／２を用いるものとする（ここで、Ｌ１≧Ｌ２であり、球状形状の粒子の場合には、Ｌ１＝Ｌ２（＝Ｌａ＝Ｌｂ）である。）。
【００２０】
また、後述する繊維１３の直径および繊維の長さは、走査型電子顕微鏡で観察した５個の繊維の平均値を意味する。繊維の（断面）直径は、図８Ｃに示すように、繊維（の短径方向）の断面の長径Ｌｃおよび短径Ｌｄの平均値（Ｌ４＝（Ｌｃ＋Ｌｄ）／２）を意味する（ここで、Ｌｃ≧Ｌｄであり、Ｌｃ＝Ｌｄの場合は断面形状が円形である）。繊維の長さは、繊維の長径（長軸長さ）の最大値（Ｌ３）を意味する。なお、繊維が中空形状や海島形状の場合でも、図８Ｃの中実繊維と同様に、図８Ｄに示すようにして、繊維の直径および繊維の長さを求めることができる。
【００２１】
粒子１４は、球体（球状形状）ではなく、５以上のアスペクト比を有する針状形状であることによって、５未満、特に３以下のアスペクト比を有する球体（球状形状）の粒子１４’を用いる場合に比して、低い粒子濃度でも該粒子に高い歪速度が与えられることで凝集を起こすことができる。粒子が針状形状であれば、球状形状の粒子１４’よりも表面エネルギーが大きいためである。その結果、衝撃低減部材を用いた自動車等では、従来にない薄い衝撃低減部品構造で、衝突のエネルギーを吸収し、乗員、歩行者の負傷（頭部障害値）を有効に低減することができる。粒子１４のアスペクト比は、高いほど凝集しやすい傾向があり、また粒子１４の断面直径が小さいほど凝集しやすい傾向にある。本発明者らの検討では、こうした凝集は、粒子１４の断面直径が１０００ｎｍ以下である場合に好適に起こり得るものである。これは、針状形状の粒子１４の断面直径が１０００ｎｍ以下であれば、自動車の衝突において、乗員、歩行者が受ける歪速度である１０〜１００００（１／ｓ）の範囲内で粒子１４の凝集を起こすことができるためである。かかる観点からは、粒子１４の断面直径の上限は、好ましくは５０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以下であることが望ましい。一方、針状形状の粒子１４の断面直径の下限は５ｎｍ以上が必要である。針状形状の粒子１４の断面直径が５ｎｍ以上であれば、事前（＝図１Ａに示すように、通常時であって、衝突などにより外部から応力を受けるなどして、圧縮方向に高い歪速度が与えられていない状態）に粒子が凝集することなく、安定に液体に分散させることができ、本発明が意図する歪速度に応じて凝集状態が変化する、というメカニズムが得られる。また本発明者らは、アスペクト比５以上の針状形状の粒子１４を合成しているが、断面直径が５ｎｍ未満の針状形状粒子は極めて製造が困難で、実質的に製造が困難である。かかる観点から、針状形状の粒子１４の断面直径の下限は、好ましくは５ｎｍ以上であることが望ましい。以上のことから粒子１４の断面直径としては、５〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは５〜２０ｎｍの範囲である。
【００２２】
（ｉｉ）粒子濃度
粒子１４の濃度は、粒子の直径（Ｌ２）、アスペクト比（Ｌ１／Ｌ２）に依存するが、歪速度１０〜１００００（１／ｓ）の範囲内で粒子１４が凝集を起こすためには、粒子濃度、粒子直径およびアスペクト比は、概ね下記の関係式を満たすことが好ましい。後述の液体１２への分散性からは、粒子１４の濃度は４０ｖｏｌ％以下であることが分散安定性の点で相応しい。粒子１４の濃度が４０ｖｏｌ％を超える場合には、通常時（図１Ａの状態）に針状形状の粒子が凝集してしまうおそれがある。粒子１４の濃度の下限については、本発明者らが実施した実験からは、５ｖｏｌ％が最低量である。粒子１４の凝集は、下記の関係式にしたがって起こる傾向にあるが、粒子濃度に従う凝集の度合いを考慮すると、５ｖｏｌ％が下限となる。したがって、粒子１４の濃度は、液体１２、繊維１３、および粒子１４から構成される複合材料の体積に対して、５〜４０ｖｏｌ％、好ましくは１０〜４０ｖｏｌ％、より好ましくは１０〜２０ｖｏｌ％である。
【００２３】
上記に規定した粒子の濃度は、アスペクト比５以上の針状形状の粒子の濃度であるが、本発明の衝撃低減部材では、後述するように、更に本発明の作用効果を損なわない範囲内において、アスペクト比５未満の球状形状の粒子１４’を適量混合した粒子（１４＋１４’）を用いてもよい。こうした場合の粒子（１４＋１４’）の濃度についても、下記の関係式を満足するのが望ましく、液体への分散安定性、およびの粒子濃度に従う凝集の度合いを考慮すると、液体１２、繊維１３、および粒子１４及び粒子１４’から構成される複合材料の体積に対して、５〜４０ｖｏｌ％、好ましくは１０〜４０ｖｏｌ％、より好ましくは１０〜２０ｖｏｌとするのが望ましい。この場合、下記関係式のアスペクト比、粒子濃度、粒子直径は、いずれも粒子（混合物）全体について測定した値を用いるものとする。
【００２４】
【数１】
2008095708.tif 000003
【００２５】
（ｉｉｉ）粒子の材質
粒子１４の材質に関しては、衝撃低減部材を用いた従来にない薄い構造で、衝突時の歪速度の高いときに、硬くなることで衝突速度を低減しながら徐々に柔らかくなるのに適した材質からなる粒子であればよく、特に限定されない。例えば、アルミナ（ベーマイト（γアルミナ）、αアルミナなど）、シリカ、チタニア、ジルコニア、カルシア（酸化カルシウム）などの粒子を用いることができる。これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用しても良い。上記の粒子直径、アスペクト比を経済的に有利に得るためには、アルミナ粒子がもっとも相応しい。本発明者らは、アルミナ原料を用いて、種々の温度、原料濃度で実施し、本発明に規定する、粒子の直径（短軸径）５〜１０００ｎｍ、アスペクト比５以上の針状形状のアルミナ粒子を得ることができた。なお、本発明者らが実施例で製造したアルミナ粒子は、Ｘ線回折の結果から、ベーマイト（γアルミナ１水和物）であるが、後述するようにαアルミナの針状形状粒子も製造可能である。具体的には、後述する粒子の製造方法の項にて、説明する。
【００２６】
（ｉｖ）粒子の製造方法
粒子１４の製造方法としては、特に制限されるべきものではなく、従来公知の製造方法を用いることができる。例えば、本発明者らは、アルミナ原料を用いて、種々の温度、原料濃度で実施し、本発明に規定する粒子直径５〜１０００ｎｍ、アスペクト比５以上の針状形状のものを製造する方法などを用いることができる。
【００２７】
具体的には、例えば、（１）特開２００６−６２９０５号公報に記載の製造方法のように、短軸長さ１〜１０ｎｍ、長軸長さ２０〜４００ｎｍ、アスペクト比が５〜８０であって、一般式Ａｌ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏで表されるアルミナ粒子の製造方法（一般式においてｎ＝１であり、前記アルミナ粒子がベーマイト（γアルミナ１水和物）であるものの製造方法に適したものである。更に、アルミナ粒子が内部に中空部を有するものに適した製造方法でもある。）であって、アルミニウム金属塩水溶液中にアルカリ水溶液を添加し、得られた反応混合物中に水酸化アルミニウムのゲル状物質を生成する工程と、前記ゲル状物質を含む前記反応混合物を室温以上の第１の温度で第１の熱処理を施す工程と、前記第１の熱処理の後、前記ゲル状物質を含む前記反応混合物を前記第１の熱処理における前記第１の温度よりも高い第２の温度で第２の熱処理を施す工程と、前記第２の熱処理の後、前記ゲル状物質を含む前記反応混合物を前記第２の熱処理における前記第２の温度よりも低い第３の温度で第３の熱処理を施す工程と、前記第３の熱処理の後、前記ゲル状物質を含む前記反応混合物を室温以上の第４の温度で第４の熱処理を施す工程と、を具えることを特徴とする、アルミナ粒子の製造方法により製造することができる。
【００２８】
この際、前記アルミニウム金属塩水溶液濃度と前記アルカリ水溶液濃度との比は、モル比において、１：２〜４であることが望ましい。
【００２９】
また、前記アルミニウム金属塩水溶液の濃度は、１．０Ｍ〜３．０Ｍであることが望ましく、前記アルカリ水溶液の濃度は、４．０Ｍ〜１０．０Ｍであることが望ましい。
【００３０】
更に、前記反応混合物のｐＨを変化させることにより、前記ベーマイト粒子の形態を変化させることが望ましい。
【００３１】
また、前記第１の熱処理における前記第１の温度は、室温から１４０℃の温度範囲であることが望ましい。
【００３２】
更に、前記第２の熱処理における前記第２の温度は、１４０℃〜２５０℃の温度範囲であることが望ましい。
【００３３】
更にまた、前記第３の熱処理における前記第３の温度は、１３０℃以下の温度範囲であることが望ましい。
【００３４】
また、前記第２の熱処理における前記第２の温度から、前記第３の熱処理における前記第３の温度までの冷却時間が１０分以内であることが望ましい。
【００３５】
更に、前記第４の熱処理における前記第４の温度は、１００℃〜１８０℃の温度範囲であることが望ましい。
【００３６】
あるいは、（２）特開２００６−６２９０５号公報に記載の他の製造方法のように、短軸長さ１〜１０ｎｍ、長軸長さ２０〜４００ｎｍ、アスペクト比が５〜８０であって、一般式Ａｌ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏで表されるアルミナ粒子の製造方法（一般式においてｎ＝０であり、前記アルミナ粒子がαアルミナであるものの製造方法に適したものである。更に、アルミナ粒子が内部に中空部を有するものに適した製造方法でもある。）であって、アルミニウム金属塩水溶液中にアルカリ水溶液を添加し、得られた反応混合物中に水酸化アルミニウムのゲル状物質を生成する工程と、前記ゲル状物質を含む前記反応混合物を室温以上の第１の温度で第１の熱処理を施す工程と、前記第１の熱処理の後、前記ゲル状物質を含む前記反応混合物を前記第１の熱処理における前記第１の温度よりも高い第２の温度で第２の熱処理を施す工程と、前記第２の熱処理の後、前記ゲル状物質を含む前記反応混合物を前記第２の熱処理における前記第２の温度よりも低い第３の温度で第３の熱処理を施す工程と、前記第３の熱処理の後、前記ゲル状物質を含む前記反応混合物を室温以上の第４の温度で第４の熱処理を施す工程と、前記第４の熱処理を経て得たベーマイト粒子に対して焼成処理を施す工程と、を具えることを特徴とする、アルミナ粒子の製造方法により製造することができる。
【００３７】
この際、前記アルミニウム金属塩水溶液濃度と前記アルカリ水溶液濃度との比が、モル比において、１：２〜４であることが望ましい。
【００３８】
また、前記アルミニウム金属塩水溶液の濃度は、１．０Ｍ〜３．０Ｍであることが望ましく、前記アルカリ水溶液の濃度は、４．０Ｍ〜１０．０Ｍであることが望ましい。
【００３９】
更に、前記反応混合物のｐＨを変化させることにより、前記ベーマイト粒子の形態を変化させることが望ましい。
【００４０】
また、前記第１の熱処理における前記第１の温度は、室温から１４０℃の温度範囲であることが望ましい。
【００４１】
更に、前記第２の熱処理における前記第２の温度は、１４０℃〜２５０℃の温度範囲であることが望ましい。
【００４２】
更にまた、前記第３の熱処理における前記第３の温度は、１３０℃以下の温度範囲であることが望ましい。
【００４３】
また、前記第２の熱処理における前記第２の温度から、前記第３の熱処理における前記第３の温度までの冷却時間が１０分以内であることが望ましい。
【００４４】
更に、前記第４の熱処理における前記第４の温度は、１００℃〜１８０℃の温度範囲であることが望ましい。
【００４５】
なお、本発明者らが実施例で製造したアルミナ粒子は、Ｘ線回折の結果から、ベーマイト（γアルミナ１水和物）であるが、上記したようにαアルミナも製造可能である。
【００４６】
更に、（３）特願２００４−２５９９３３号に記載の製造方法により製造することもできる。
【００４７】
また、従来公知の方法により、本願発明に規定するアスペクト比５以上の針状形状の他の材質（アルミナ以外の材質）による粒子を得ることもできる。
【００４８】
（ｖ）球状形状の粒子１４’
前記粒子１４はアスペクト比５以上の針状形状の粒子であるが、更に本発明の作用効果を損なわない範囲内において、アスペクト比５未満の球状形状の粒子１４’を適量含んでいてもよい。これは、安価に粒子を得るためには、アスペクト比の高い粒子だけでなく、安価に製造乃至入手可能なアスペクト比の低い粒子も併用し増量することが有効な手段となるためである。例えば、一般に知られているシリカ粒子の場合、球体に近い形状のため、アスペクト比は低下してしまうが、粒子を増量する上で、安価なシリカ粒子を用いることで部材もまた安価に提供することが可能となる。
【００４９】
上記球状形状の粒子１４’の形状としては、アスペクト比５未満、好ましくは１以下、より好ましくは１〜２の範囲である。
【００５０】
球状形状の粒子１４’の平均粒径としては、５〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは５〜２０ｎｍである。かかる球状形状の粒子１４’の平均粒径に関しては、上記針状形状の粒子直径と同様の理由が当てはまるものであり、球状形状の粒子１４’の平均粒径が小さいほど凝集しやすい傾向にある。こうした凝集は、球状形状の粒子１４’の平均粒径が１０００ｎｍ以下であることが必要である。球状形状の粒子１４’の平均粒径が１０００ｎｍを超える場合、自動車の衝突において、乗員、歩行者が受ける歪速度である１０〜１００００（１／ｓ）の範囲内で凝集が極めて起こりにくいからである。一方、下限は５ｎｍ以上が必要である。平均粒径５ｎｍ未満の粒子１４’は事前（＝図１Ｃに示すように、通常時であって、衝突などにより外部から応力を受けるなどして、圧縮方向に高い歪速度が与えられていない状態）の凝集が強く安定分散ができないため、本発明が意図する歪速度に応じて凝集状態が変化する、というメカニズムを得ることが困難となるおそれがある。球状形状の粒子１４’の平均粒径が５ｎｍ未満の粒子は製造が困難で、実質的に製造が困難という点もある。なお、ここでいう、球状形状の粒子１４’の平均粒径の測定方法に関しては、アスペクト比５以上の針状形状の粒子１４の項で既に説明しているので、ここでの説明は省略する。
【００５１】
球状形状の粒子１４’の材質としては、特に制限されるものではないが、上記の如く、安価に製造乃至入手可能なものであることが望ましく、かかる観点からは、シリカ、炭酸カルシウムなどが挙げられるが、これらに制限されるものではない。これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用しても良い。
【００５２】
アスペクト比５以上の針状形状の粒子１４の配合量（Ｍ１）と、アスペクト比５未満の球状形状の粒子１４’との配合量（Ｍ２）との比率（Ｍ１：Ｍ２）は、上記に規定する粒子（１４＋１４’）の濃度を満足する範囲において、Ｍ１：Ｍ２＝１００：０〜１００、好ましくは１００：２５〜１００、より好ましくは１００：２５〜５０の範囲を満足するのが望ましい。一方、Ｍ１１００質量部に対してＭ２が１００質量部以下であれば、球状形状の粒子１４’よりも表面エネルギーが大きい針状形状の粒子１４の配合量が相対的に高く保持できるため、本発明の作用目的の１つである低い粒子濃度での凝集を有効に発現させることができる点で優れているほか、粒子濃度を下げられるので、流体１２、繊維１３、粒子１４及び粒子１４’から構成される複合材料の密度を下げることができる。Ｍ１１００質量部に対するＭ２の下限は特に制限されるものではないが、２５質量部以上であれば、球状形状の粒子１４’の配合量を相対的に高くすることができるため、安価に粒子を得ることができる点で優れている。
【００５３】
（２）繊維１３
次に繊維１３について説明する。
【００５４】
（ｉ）繊維１３の直径（Ｌ４）
繊維１３は粒子（針状形状の粒子１４、更に球状形状の粒子１４’が配合される場合には、当該球状形状の粒子１４’を含むものとする）の凝集を補助する役目と、衝撃低減部材１１自体の形状安定性を担うものであることから、繊維１３の直径は、重要なパラメータとなる。しっかりしたものが必要な場合は、繊維直径は大きい方が良く、逆にしなやかなものが必要であれば、繊維直径の小さいものが好ましい。但し、繊維直径が１５μｍを下回ると、粒子１４、１４’の凝集力が低下する傾向があるので、下限としては１５μｍが必要である。かかる観点から、繊維１３の直径の下限としては、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは２５μｍ以上である。繊維１３の直径の上限については、特に限定は無いが、本数が著しく減少し、粒子１４、１４’の凝集が起こりにくくなることから、実質的には１ｍｍ程度が上限となる。繊維１３の直径の上限としては、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。
【００５５】
（ｉｉ）繊維１３の長さ（Ｌ３）
繊維１３の長さは、５００μｍ以上が必要である。これは、繊維１３に粒子１４、１４’が集まるため、繊維１３が短いと粒子１４、１４’の凝集塊が小さくなり、凝集力が低下するためである。また、繊維１３が短いと、通常時（図１Ａの状態）に液体１２中に安定的に分散しにくく、沈殿するおそれがあるためでもある。繊維１３を柱にして、粒子１４、１４’が凝集するため、上述の繊維１３の直径１５μｍ以上で、５００μｍ以上が必要な範囲となる。より好ましくは、繊維１３の長さは１０ｍｍ以上、さらに好ましくは１０００ｍｍ以上である。繊維１３の長さの上限は、任意である。例えば、繊維の形態が後述の織布や不織布の場合のように、限定はない。即ち、自動車の内装および／または外装に当該衝撃低減部材を封入した複合物を設置した衝撃低減部品の場合には、当該衝撃低減部品全体をカバーするような形状に切り出した織布ないし不織布形態の繊維を用いるのが望ましいが、これらに何ら制限されるものではない。織布や不織布ではなく、繊維（長繊維ないし短繊維の形態）のままで液体中に分散させる場合にも長さの上限はない。
【００５６】
（ｉｉｉ）繊維１３の材料（材質）
本発明者らが種々の繊維で検討を行った結果、粒子１４、１４’の凝集に関しては、繊維１３の影響が、粒子濃度などの値に比べて極めて影響が小さいことが分かった。
【００５７】
よって、繊維１３の材料（材質）としては、特に制限されず、例えば、アラミド繊維、ナイロン（登録商標）繊維、ポリエステル繊維、ポリウレタン繊維などの有機繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、金属繊維、炭素繊維（カーボンファイバー）などの無機繊維が用いられうる。これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用しても良い。繊維の材質及び織り方の形態によって、衝撃低減部材１１の貫通性は大きく影響を受けるため、特に耐貫通性を高めたい場合は、強度の高い繊維材料を選ぶことが望ましい。耐貫通性を高めたい場合は、アラミド繊維を用いることが好ましい。これは、繊維１３にアラミド繊維とナイロン繊維とをそれぞれ用いて実施した場合に、ややアラミド繊維の方が、耐貫通性には優れている傾向が見られたためである。よって、本発明では、上記した種々の繊維を用いた硬度変化特性（＝本発明が意図する歪速度に応じて凝集状態が変化する、というメカニズム特性）や耐貫通性等の特性を予め測定しておくことで、要求特性に応じた繊維を好適に選択することができる。但し、耐貫通性については、設置される部位によって要求特性が変わるので、特にここでは限定しない。
【００５８】
（ｉｖ）繊維１３の形態
繊維１３の形態については、特に制限されるものではなく、繊維を、長繊維ないし短繊維などの単繊維の形態のまま使用してもよいほか、こうした繊維を編んだ形態、織った形態、これら編み、織りしたものを積層した形態、不織布（繊維と繊維を適当な熱や接着剤、あるいは高圧水流のような物理的・化学的手段や機械的手段を用いて絡ませたり接着したりして作る布状シート）の形態などを用いてもよい。これらの形態は、１つの形態で用いてもよいし、２種以上の形態を併用しても良い。繊維１３の形態としては、織布、不織布であることが望ましい形態である。織布、不織布の形態で用いる場合、単繊維に比べて取り扱いが容易であり、混合しやすい（特に衝撃低減部材を封入した複合物一面に存在させやすい）ため、液体１２、粒子１４、繊維１３の複合工程（混合分散する工程）にあたって、繊維１３の混合が簡単に行えるようになる。また、織布、不織布の形態で用いる場合、例えば、自動車の内装や外装の衝撃低減部品の設置面の一面（全面）に繊維１３が存在することになり（後述する図５Ａ参照のこと。）、耐貫通性がもっとも有利になり、破壊強度を高めることに寄与する。特に自動車のドア部品などに設置する場合には、その利点を享受することができる。
【００５９】
（ｖ）繊維１３の混合割合
繊維１３の混合割合は、液体１２、繊維１３、および粒子１４、１４’から構成される複合材料の体積に対して、３〜３０ｖｏｌ％、好ましくは１０〜３０ｖｏｌ％である。繊維１３の混合割合が１０ｖｏｌ％以上の場合には、低い濃度の粒子１４、１４’を用いた場合でも、高い歪速度が加えられた際に、粒子１４、１４’近傍に繊維１３が存在するため、粒子１４（１４’）は繊維１３に沿って凝集、あるいは繊維１３を端点にして凝集し、連鎖構造をとることができる。これにより本発明が意図する歪速度に応じて凝集状態が変化するというメカニズムを得ることができる。一方、繊維１３の混合割合が３０ｖｏｌ％以下の場合、より低い濃度の粒子１４、１４’を用いても、高い歪速度が加えられた際に、低濃度の粒子１４、１４’近傍に繊維１３がより確実に存在するため、低濃度の粒子１４（１４’）が効果的に繊維１３に沿って凝集、あるいは繊維１３を端点にして凝集し、連鎖構造をとることができる。これにより本発明が意図する歪速度に応じて凝集状態が変化するというメカニズムを得ることができる。繊維１３の混合割合が３０ｖｏｌ％を超えると、相対的に粒子の濃度が低下することになるため、歪速度に応じて凝集、高濃度化し、ダイラタンシー（歪速度硬化性）を発現させることで凝集状態が変化するというメカニズムを得るのが困難となるおそれがある。また、繊維１３の混合割合が３ｖｏｌ％以上、好ましくは５ｖｏｌ％以上の場合には、このような連鎖構造を発現させるための粒子量を多くせざるを得なくなるおそれもなく好適である。
【００６０】
（３）液体１２
次に液体１２について説明する。
【００６１】
（ｉ）液体の材料（材質）
液体１２は、環境温度に対して液体自体が変質、変態しないことが不可欠である。また、粒子１４、１４’を安定的に分散させることができるものが望ましい。なお、粒子の分散性に関しては、必要に応じて、適当な分散安定剤（例えば、パラトルエンスルホン酸等）を加えて、粒子１４、１４’、更には単繊維（織布の場合には、特に分散させなくとも、図５Ａに示すように液体中に存在させるようにしてもよい）を安定的に分散させるようにしてもよい。自動車用途としては、部位にもよるが−４０℃〜９０℃の温度域に対して、これらの特性を維持する必要がある。かかる観点から、自動車用途での液体１２としては、−４０℃〜９０℃の温度域で変質、変態しないものが望ましい。この点から、水系のものは使用が困難である。上述の針状形状のアルミナ粒子１４、更には球状形状のシリカ粒子１４’などの粒子を安定的に分散する上で、エタノール、２−ブタノン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、エチレングリコール等の液体が好ましく用いられうる。これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。火災、揮発の防止という観点では、エチレングリコールが最も適している。
【００６２】
（ｉｉ）液体１２への粒子１４、１４’の分散安定性を改善する手段
液体１２への分散を安定させるための粒子１４、１４’の処方については、既存の任意の手法を用いることができる。例えば、上述の針状形状のアルミナ粒子１４、更には球状形状のシリカ粒子１４’のいずれにおいても、粒子表面には水酸基を有しているため、水以外の液体には分散しにくい傾向がある。そこで、粒子１４、１４’の処方（表面処理ないし表面改質方法）としては、リン酸、スルホン酸、カルボン酸などの有機酸による処理、またはシランカップリング剤、チタンカップリング剤などによる疎水化処理等によって、エチレングリコールなどの有機溶媒（液体１２）に十分分散を安定させることができる。なお、必要に応じて、ｐ−トルエンスルホン酸などの分散剤（分散安定剤）を加えてもよい。
【００６３】
（４）その他の添加剤
本発明の衝撃低減部材の複合材料には、上記液体、繊維及び粒子の他にも、本発明の作用効果を損なわない範囲であれば、更に必要に応じて、酸化防止剤、熱安定剤（例えば、ヒンダードフェノール、ヒドロキノン、チオエーテル、ホスファイト類及びこれらの置換体）、他の添加剤、ｐ−トルエンスルホン酸などの分散剤（分散安定剤）、水等の添加剤を適量配合して用いてもよい。
【００６４】
次に、本発明の歩行者もしくは乗員の衝撃低減部品は、自動車の内装および／または外装に本発明の衝撃低減部材を内包した複合物を設置したことを特徴とするものである。
【００６５】
本発明の衝撃低減部品２２は、以上説明してきた、液体１２、粒子１４、繊維１３から構成される複合材料（＝衝撃低減部材１１）を適当な封入容器２１に内包（封入）した構造体（＝複合物）を自動車の内装や外装に用いることで、乗員や歩行者の障害を低減できる衝撃低減部品（自動車内装のピラーや外装のバンパーフードなど）を提供することができる。
【００６６】
（ｉ）封入容器２１の材質
複合材料（＝衝撃低減部材１１）を封入するのに用いられる封入容器２１の材質（包材）としては、使用目的に応じて、適宜決定すればよく、例えば、ポリエステル、ポリウレタン等の樹脂製のシートや容器に内包したもの、金属と樹脂の多層シート（ラミネートシート）に内包したもの、アルミニウム等の金属製の容器に内包したものなどを用いることができる。これらは、衝突時に、内容物の衝撃低減部材が歪印加で針状形状粒子が凝集、高濃度化し、ダイラタンシー（歪速度硬化性）を発現させることができるように、素早くかつ容易に変形するものを用いる必要がある。好ましくは、形状自由度が得られやすくい材質のものを用いるのが望ましく、ポリエステル、ポリウレタンなどを好適に利用することができる。
【００６７】
（ｉｉ）封入容器２１の厚さ
封入容器の厚さは、用いる材質の種類によって強度や変形のし易さなどが異なることから、一義的に規定するのは困難であり、事前に実施例に示すような実験を通じて、最適な厚さを決定すればよい。特に衝撃低減部材全体の厚さを１ｃｍ以下にするのが望ましいことから、封入容器の厚さは４〜８ｍｍ、好ましくは４〜６ｍｍである。封入容器の厚さが４ｍｍ以上あれば、形状保持性が優れるほか、衝突時に加わる衝撃で、容器が破損して内容物が漏出することなく、所望のダイラタンシー（歪速度硬化性）を発現させることができる程度の適度な強度を保持することができる。一方、封入容器の厚さが１ｃｍ以下、好ましくは８ｍｍ以下、とりわけ６ｍｍ以下であれば、衝撃低減部材全体の厚さを薄くすることができ、種々の適用先が選定できるようになる。特に、内装材（例えば、内装ピラー）などに利用するような場合、エアバックが動作する２０ｍｓ程度（衝突からの時間）の短時間で、衝撃低減部材にダイラタンシー（歪速度硬化性）を発現させ、硬さのピークを持っていくことができ、頭部障害値（ＨＩＣ値）を低減でき、乗員の安全を確保することができる点で優れている。また、歩行者に対しても、衝突から２０ｍｓ程度の短時間で硬さのピークを持っていくことにより、頭部障害値に代表される人体へのダメージを低減できる点で優れている。
【００６８】
（ｉｉｉ）封入容器２１の形状
封入容器の形状は、特に制限されるものではなく、使用目的に応じて適宜決定すればよい。そのため、例えば、図５に示すような、同じ厚さの封入容器にしてもよいし、適用部位に応じて、凹凸形状や湾曲形状を有するような封入容器を用いてもよい。
【実施例】
【００６９】
本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例に示す形態のみに制限されるわけではない。
【００７０】
なお、以下の実施例、比較例における吸収エネルギーは、以下の方法にて計測した結果であり、撃芯が停止するまでに吸収されたエネルギーを計測した。
【００７１】
＜吸収エネルギーの計測方法＞
・ＡＳＴＭ  Ｄ３７６３「Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｔｅｓｔ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  ｐｕｎｎｃｔｕｒｅ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｓｅ  ｏｆ  ｐｌａｓｔｉｃ」に従って計測した。
【００７２】
・試験条件
撃芯；φ１／２インチ
先端；Ｒ１／４インチ
荷重；１２５Ｎ
試験温度；２３℃
衝突初期の歪速度；２２００  １／ｓ
また、以下の実施例、比較例における粒子および繊維の形状、長さ、断面は、以下の分析方法および分析機器にて計測した結果である。
【００７３】
＜（ａ）粒子形状の計測方法＞
試料（アルミナ粒子またはシリカ粒子）を純水（２段蒸留水）にて希釈後、超音波洗浄器にて１５分間かけた。その後銅メッシュ上の親水処理済カーボン被覆コロジオン膜に試料を塗布し、乾燥させ観察試料を準備した。透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて、その試料の電子顕微鏡像を１２０ＫＶ、７０ｍＡ、１０万倍にて撮影して、観察した。
【００７４】
・ＴＥＭ用銅メッシュ：マイクログリット１５０−Ｂメッシュ、カーボン補強済み  応研商事株式会社
・透過型電子顕微鏡：ＪＥＯＬＪＥＭ−１２００ＥＸＩＩ  日本電子株式会社
＜（ｂ）粒子長さの計測方法＞
上記（ａ）での透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて撮影した写真を市販のスキャナーで電子データとして取り込み、市販のパソコン上で長さを測るソフトを用いて粒子の長さを測定した。粒子の短軸長さ（直径ないし短軸径）、長軸長さ共にそれぞれ無作為に１００個体選び、測定するものとした。
【００７５】
ソフト名：Ｓｃｉｏｎ  Ｉｍａｇｅ  ｆｏｒ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）  Ｓｃｉｏｎ  ｃｏｒｐ．
＜（ｃ）粒子断面の計測方法＞
凍結乾燥して得られた粒子（アルミナ粒子またはシリカ粒子）をエボキシ樹脂に入れ、粒子を樹脂に包理した。硬化した樹脂を常温にてウルトラミクロトームを用いて厚さ約６０〜１００ｎｍに薄片化した。その後、ＴＥＭ用グリッドに薄片をつけ、観察試料を準備した。透過型電子顕微鏡にてその試料の電子顕徹鏡像を３００ＫＶ、４０万倍にて撮影し、観察した。
【００７６】
・エポキシ樹脂：ＥＰＯＮ８１２応研商事株式会社
・ウルトラミクロトーム：ＦＣ−Ｓ型ミクロトームＲＥＩＣＨＥＲＴ社
・透過型電子顕微鏡：Ｈ−９０００株式会社日立製作所
＜（ｄ）繊維の長さ、直径の計測方法＞
乾固させた試料を走査電子顕微鏡で写真撮影し、得られた写真を市販のスキャナーで電子データとして取り込み、市販のパソコン上で長さを測るソフトを用いて繊維の長さ、直径を測定するものとした。
【００７７】
また、以下の実施例１〜５で用いた直径（Ｌ２）１０ｎｍ、長さ（Ｌ１）１００ｎｍのアスペクト比１０の針状形状のアルミナ粒子は、以下の製造方法により、作製したものを使用した。
【００７８】
＜針状形状のアルミナ粒子の製造方法＞
機械攪拌機を備えたテフロン製ビーカーに塩化アルミニウム六水和物（２．０Ｍ，４０ｍｌ，２５℃）を入れ、恒温槽で１０℃に保ちつつ、攪拌（７００ｒｐｍ）しながら水酸化ナトリウム（５．１０Ｍ，４０ｍｌ，２５℃）を約６分かけて滴下した。滴下終了後さらに１０分間攪拌を続け、攪拌終了後、溶液のｐＨを測定した（ｐＨ＝７．０８）。溶液をテフロンライナーを備えたオートクレーブに代え密栓し、オーブンで１２０℃、２４時間経時させた（第１の熱処理）。第１の熱処理の終了後、前記オートクレーブをオイルバスヘ移し、１８０℃、３０分間加熱した（第２の熱処理）。第２の熱処理終了後、前記オートクレーブを流水へ入れ、急速冷却（約１０℃）をした（第３の熱処理）。第３の熱処理終了後、前記オートクレーブを再びオーブンヘ入れ１５０℃で、１日加熱を続けた（第４の熱処理）。
【００７９】
その後、前記オートクレーブを流水で冷やし、遠心分離（３００００ｒｐｍ，３０ｍｉｎ）で上澄み除去後、遠心水洗３回、水メタノール混合溶液（体積比  水：メタノール、０．５：９．５）遠心洗浄を１回行った。その後、凍結乾燥機を用いて乾燥させることにより無色結晶を得た。この無色結晶はＸ線回折の結果、ベーマイトであることが判明した。また、ＴＥＭを用いて粒子のサイズを調べたところ、長軸長さ１００ｎｍ、短軸長さ（径）１０ｎｍ、アスペクト比が約１０の針状であることが判明した。
【００８０】
（実施例１）
図２に記載の厚さ１ｍｍの袋状のポリエステルシート２１（外形１０ｃｍ×１０ｃｍ）に、下記の液体１２、繊維１３および粒子１４の混合物（複合材料＝衝撃緩衝部材１１）１６０ｃｍ３を充填した。図３及び図４に記載のように全周５ｍｍの圧着しろ（圧着部）２３をとって封入し、封入体（複合物＝衝撃低減部品）２２を作製した。図４における封入体２２の厚さ（Ｈ）は約２０ｍｍである。
【００８１】
液体１２；エチレングリコール
繊維１３；ガラス繊維、直径（Ｌ４）１５μｍ、長さ（Ｌ３）５００μｍ
粒子１４；直径（Ｌ２）１０ｎｍ、長さ（Ｌ１）１００ｎｍのアスペクト比１０の針状形状のアルミナ粒子
体積混合割合；液体１２：繊維１３：粒子１４＝９０：５：５
上記の計測条件によって、撃芯４１が停止するまでに吸収されたエネルギーを計測し、貫通に要する吸収エネルギーを算出した結果、４６０Ｊのエネルギー吸収が計測された。
【００８２】
（実施例２）
混合物（複合材料＝衝撃緩衝部材１１）を以下のものに代えたこと以外は、実施例１と同様に封入体（複合物＝衝撃低減部品）２２を作製し、吸収エネルギーを計測した。
【００８３】
液体１２；エチレングリコール
繊維１３；ガラス繊維、直径（Ｌ４）１５μｍ、長さ（Ｌ３）５００μｍ
粒子１４；直径（Ｌ２）１０ｎｍ、長さ（Ｌ１）１００ｎｍのアスペクト比１０の針状形状のアルミナ粒子
体積混合割合；液体１２：繊維１３：粒子１４＝８０：５：１５
上記の計測条件によって、撃芯４１が停止するまでに吸収されたエネルギーを計測し、貫通に要する吸収エネルギーを算出した結果、４２０Ｊのエネルギー吸収が計測された。
【００８４】
（実施例３）
混合物（複合材料＝衝撃緩衝部材１１）を以下のものに代えたこと以外は、実施例１と同様に封入体（複合物＝衝撃低減部品）２２を作製し、吸収エネルギーを計測した。
【００８５】
液体１２；エチレングリコール
繊維１３；ガラス繊維、直径（Ｌ４）１５μｍ、長さ（Ｌ３）５００μｍ
粒子１４；直径（Ｌ２）１０ｎｍ、長さ（Ｌ１）１００ｎｍのアスペクト比１０の針状形状のアルミナ粒子
体積混合割合；液体１２：繊維１３：粒子１４＝５５：５：４０
上記の計測条件によって、撃芯４１が停止するまでに吸収されたエネルギーを計測し、貫通に要する吸収エネルギーを算出した結果、６６０Ｊのエネルギー吸収が計測された。
【００８６】
（実施例４）
混合物（複合材料＝衝撃緩衝部材１１）を以下のものに代えたこと以外は、実施例１と同様に封入体（複合物＝衝撃低減部品）２２を作製し、吸収エネルギーを計測した。
【００８７】
液体１２；エチレングリコール
繊維１３；ナイロン繊維を用いた織布形態；繊維の直径（Ｌ４）１３０μｍ、繊維の長さ（Ｌ３）（＝織布の１辺の長さ）９０ｍｍ、織布の厚さ（図５Ｂの符号ｈ参照）２７０μｍ、織布の糸間距離（＝縦糸１３ａ間ないし横糸１３ｂ間；図５Ｂの符号ｄ参照）１５５μｍ、織布の空隙率３０％
粒子１４；直径（Ｌ２）１０ｎｍ、長さ（Ｌ１）１００ｎｍのアスペクト比１０の針状形状のアルミナ粒子
体積混合割合；液体１２：繊維１３：粒子１４＝７０：５：２５
なお、本実施例では、ナイロン繊維を用いた織布形態の繊維１３は、図５Ａに記載のように、２枚使用した。このナイロン繊維を用いた織布形態の繊維１３の大きさは、封入体（複合物＝衝撃低減部品）２２内の大きさに相当するサイズ、即ち、縦９０ｍｍ×横９０ｍｍ×厚さ２７０μｍのものを用いた。また、本実施例でも、図２の袋状のポリエステルシート２１に、上記液体１２、繊維１３および粒子１４の混合物１６０ｃｍ３を充填し、封入したが、ここでは、これら混合物のうち、まず２枚の繊維１３を図５Ａのように袋状のポリエステルシート２１内に挿入し、その後、液体１２と粒子１４の混合物を充填し、封入した。
【００８８】
上記の計測条件によって、撃芯４１が停止するまでに吸収されたエネルギーを計測し、貫通に要する吸収エネルギーを算出した結果、８４０Ｊのエネルギー吸収が計測された。
【００８９】
（実施例５）
液体１２、繊維１３および粒子１４の混合物（複合材料＝衝撃緩衝部材１１）を下記の液体１２、繊維１３、粒子１４及び粒子１４’の混合物（複合材料＝衝撃緩衝部材１１）に代えたこと以外は、実施例１と同様に封入体（複合物＝衝撃低減部品）２２を作製し、吸収エネルギーを計測した。
【００９０】
液体１２；エチレングリコール
繊維１３；ナイロン繊維を用いた織布形態；繊維（Ｌ４）の直径１３０μｍ、繊維の長さ（Ｌ３）（＝織布の１辺の長さ）９０ｍｍ、織布の厚さ（図５Ｂの符号ｈ参照）２７０μｍ、織布の糸間距離（＝縦糸１３ａ間ないし横糸１３ｂ間；図５Ｂの符号ｄ参照）１５５μｍ、織布の空隙率３０％
粒子１４；直径（Ｌ２）１０ｎｍ、長さ（Ｌ１）１００ｎｍのアスペクト比１０の針状形状のアルミナ粒子
粒子１４’；平均粒径１５ｎｍ（即ち、直径（Ｌ２）１５ｎｍ、長さ（Ｌ１）１５ｎｍ）のアスペクト比がほぼ１）の球状形状のシリカ粒子
アルミナ粒子１４とシリカ粒子１４’は、１：１（体積比）で混合した。
【００９１】
体積混合割合；液体１２：繊維１３：粒子（１４＋１４’）＝７０：５：２５
なお、本実施例でも、ナイロン繊維を用いた織布形態の繊維１３は、図５Ａに記載のように、２枚使用した。このナイロン繊維を用いた織布形態の繊維１３の大きさは、封入体（複合物＝衝撃低減部品）２２内の大きさに相当するサイズ、即ち、縦９０ｍｍ×横９０ｍｍ×厚さ２７０μｍのものを用いた。本実施例でも、図２の袋状のポリエステルシート２１に、上記液体１２、繊維１３、粒子１４及び粒子１４’の混合物１６０ｃｍ３を充填し、封入したが、ここでは、これら混合物のうち、まず２枚の繊維１３を図５Ａのように袋状のポリエステルシート２１内に挿入し、その後、液体１２、粒子１４及び粒子１４’の混合物を充填し、封入した。
【００９２】
上記の計測条件によって、撃芯４１が停止するまでに吸収されたエネルギーを計測し、貫通に要する吸収エネルギーを算出した結果、７８０Ｊのエネルギー吸収が計測された。
【００９３】
（比較例１）
従来構造（座屈構造）を模擬したものとしてポリプロピレンにて、図６及び図７に記載の形状のリブ付き板６７とリブなし板７９を（嵌め）合わせた衝撃低減部品を用いて、実施例１などと同じエネルギー吸収の計測を行った。
【００９４】
ここで、図６は、リブ６８付き板６７で、ベース部分の板６７は、板厚２ｍｍであり、リブ６８部分は、リブ肉厚１ｍｍ、リブ高さ１６ｍｍである。リブ６８は、７ｍｍ間隔で９本設置されている。図７Ａは、図６のリブ付き板に（嵌め）合わせる板７９で、板厚２ｍｍのリブなし板である。図７Ｂに示すように、図６及び図７Ａに記載の形状のリブ６８付き板６７とリブなし板７９を（嵌め）合わせることで衝撃低減部品７１が形成されている。
【００９５】
上記の計測条件によって、撃芯４１が停止するまでに吸収されたエネルギーを計測し、貫通に要する吸収エネルギーを算出した結果、２８０Ｊのエネルギー吸収が計測された。
【００９６】
（比較例２）
混合物（複合材料＝衝撃緩衝部材１１）を以下のものに代えたこと以外は、実施例１と同様に封入体（複合物＝衝撃低減部品）２２を作製し、吸収エネルギーを計測した。
【００９７】
液体１２；エチレングリコール
繊維１３；ガラス繊維、直径（Ｌ４）１５μｍ、長さ（Ｌ３）５００μｍ
体積混合割合；液体１２：繊維１３：粒子１４＝９５：５：０
上記の計測条件によって、撃芯４１が停止するまでに吸収されたエネルギーを計測し、貫通に要する吸収エネルギーを算出した結果、２０Ｊのエネルギー吸収が計測された。
【００９８】
実施例１〜５及び比較例１、２の結果を表１に示す。
【００９９】
【表１】
2008095708.tif 000004
【０１００】
表１に示すように、実施例１〜５と比較例１〜２との比較から、本発明の衝撃低減部材及びこれを用いた衝撃低減部材は、薄い構造にもかかわらず、高いエネルギーを吸収することができることが確認できた。このことから、自動車等の衝撃緩衝が必要な部位に好適に利用できることが分かる。
【０１０１】
なお、上記実施例と比較例とで対比可能なように、衝撃低減部品（封入体）の厚さを２ｃｍとしているが、これは、比較例１の座屈構造では、これ以下にすると、もはやエネルギー吸収が困難であり、衝撃低減部品として体をなさず対比困難なため、２ｃｍとしたものである。一方、上記実施例では、本発明の目的である、内装材（例えば、内装ピラー裏面）への設置や外装材（例えば、エンジンフード裏面やバンパー）への設置にあって、レイアウトや見栄え（意匠性）に影響を及ぼさないような薄型（特に、１ｃｍ以下の厚さ）でも、十分なエネルギー吸収ができることを特徴とするものである。かかる観点から、本実施例１〜５について、さらに混合物（衝撃低減部材）の充填量を変えて、厚さ１ｃｍと０．５ｃｍの衝撃低減部品（封入体）を作製し、エネルギー吸収を計測したが、上記表１に示す高いエネルギー吸収値と大差のない結果が得られることが確認できた。この際、実施例１〜３では混合物の体積混合割合は変えずに充填量のみ変えて厚さの異なる衝撃低減部品（封入体）を作製した。また実施例４、５では、繊維１３に同じ織布を用い、液体と粒子の体積混合割合は変えずに、液体と粒子の混合物の充填量のみ変えて厚さの異なる衝撃低減部品（封入体）を作製した。
【０１０２】
本発明を実施例により詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨内であれば種々の変形が可能である。液体、繊維、粒子の他に加える、酸化防止剤及び熱安定剤等の添加剤、これらを包む素材に関しても適宜用途に応じて改変可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１Ａ】本発明の衝撃低減部材が、衝突などにより外部から応力を受けた際の変化の様子を模式的に表した図面である。このうち図１Ａは、アスペクト比５以上の針状形状の粒子を用いた場合における、本発明の衝撃低減部材の通常時（衝突などにより外部から応力を受けていない状態）の様子を模式的に表した図面である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａで用いた本発明の衝撃低減部材が、衝突などにより外部から応力を受けた時の様子を模式的に表した図面である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、アスペクト比５以上の針状形状の粒子とアスペクト比５未満の球状形状の粒子を併用した場合における、本発明の衝撃低減部材の通常時（衝突などにより外部から応力を受けていない状態）の様子を模式的に表した図面である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、図１Ｃで用いた本発明の衝撃低減部材が、衝突などにより外部から応力を受けた時の様子を模式的に表した図面である。
【図２】実施例１〜５及び比較例２に使用した混合物を封入するための袋状のポリエステルシート（混合物封入前）の斜視図である。
【図３】実施例１〜３及び比較例２に使用した混合物の封入体（封入後）の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’線の断面概略図である。
【図５】図５Ａは、実施例４、５に使用した混合物の封入体（封入後）の断面概略図である。図５Ｂは、図５Ａに用いたナイロン繊維を用いた織布の一部を拡大して模式的に表した断面概略図である。
【図６】比較例１に使用した構造体の一方のリブ付き板の図面であって、図６Ａは平面図であり、図６Ｂは、図６ＡのＢ−Ｂ’線の断面概略図である。
【図７】図７Ａは、比較例１に使用した構造体のもう一方のリブなし板の断面概略図である。図７Ｂは、図６のリブ付き板と図７Ａのリブなし板を（嵌め）合わせてなる従来構造（座屈構造）の衝撃低減部品の断面概略図である。
【図８Ａ】粒子のアスペクト比および粒子直径、並びに繊維の直径および長さの取り方を模式的に表した概略図である。このうち、図８Ａは、球状形状の中実粒子のアスペクト比および粒子直径の取り方を模式的に表した概略図面である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、球状形状の中空粒子のアスペクト比および粒子直径の取り方を模式的に表した概略図面である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、中実繊維の直径および長さの取り方を模式的に表した概略図面である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、中空繊維の直径および長さの取り方を模式的に表した概略図面である。
【符号の説明】
【０１０４】
１１    衝撃緩衝部材（複合材料＝混合物（液体＋繊維＋粒子））、
１２    液体、
１３    繊維（ガラス繊維、ナイロン繊維による織布）、
１３ａ    織布の縦糸、
１３ｂ    織布の横糸、
１４    針状形状の粒子、
１４’    球状形状の粒子、
２１    袋状のポリエステルシート（封入容器）、
２２    衝撃緩衝部材（混合物）を内包した（封入後の）衝撃低減部品（複合物＝封入体）、
２３    圧着しろ（圧着部分）、
４１    撃芯、
６７    リブ付き板のベース部分の板、
６８    リブ付き板のリブ（部分）、
７１    従来構造（座屈構造）の衝撃低減部品、
７９    リブなし板、
Ｈ    衝撃低減部品（＝封入体）の厚さ、
ｈ    織布の厚さ、
ｄ    織布の糸間距離、
Ｌ１    粒子の長径（長軸長さ）の最大値、
Ｌａ    粒子の短径方向（短軸方向）の断面の長径、
Ｌｂ    粒子の短径方向（短軸方向）の断面の短径、
Ｌ３    繊維の長径（長軸長さ）の最大値、
Ｌｃ    繊維（の短径方向）の断面の長径、
Ｌｄ    繊維（の短径方向）の断面の短径。
【図１Ａ】
2008095708.tif 000005
【図１Ｂ】
2008095708.tif 000006
【図１Ｃ】
2008095708.tif 000007
【図１Ｄ】
2008095708.tif 000008
【図２】
2008095708.tif 000009
【図３】
2008095708.tif 000010
【図４】
2008095708.tif 000011
【図５】
2008095708.tif 000012
【図６】
2008095708.tif 000013
【図７】
2008095708.tif 000014
【図８Ａ】
2008095708.tif 000015
【図８Ｂ】
2008095708.tif 000016
【図８Ｃ】
2008095708.tif 000017
【図８Ｄ】
2008095708.tif 000018