(57)【要約】【課題】樹脂と補強繊維からなる複合材料製のエネルギー吸収部材であって、動的条件においても高いエネルギー吸収能力を有し、航空機や自動車等の比較的高速で移動する輸送機器にも適用することのできるエネルギー吸収部材を提供する。【解決手段】樹脂と補強繊維からなる複合材料製のエネルギー吸収部材であって、該エネルギー吸収部材の衝撃破壊温度が、該樹脂のガラス転移温度の−１５℃以上＋５０℃以下の範囲内であることを特徴とするエネルギー吸収部材。【選択図】図１
2004116564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と補強繊維からなる複合材料製のエネルギー吸収部材であって、該エネルギー吸収部材の衝撃破壊温度が、該樹脂のガラス転移温度の−１５℃以上＋５０℃以下の範囲内であることを特徴とするエネルギー吸収部材。
【請求項２】
前記樹脂の応力拡大係数ＫＩＣが０．８ＭＰａ・ｍ１／２　以上であることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー吸収部材。
【請求項３】
前記補強繊維の引張弾性率が１７０ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のエネルギー吸収部材。
【請求項４】
前記補強繊維の破断伸度が１．２％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエネルギー吸収部材。
【請求項５】
前記補強繊維の引張強度が２ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエネルギー吸収部材。
【請求項６】
前記補強繊維の熱伝導率が０．５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上２０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のエネルギー吸収部材。
【請求項７】
前記エネルギー吸収部材の樹脂体積含有率が３０％以上８０％以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のエネルギー吸収部材。
【請求項８】
前記エネルギー吸収部材が筒状体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のエネルギー吸収部材。
【請求項９】
前記エネルギー吸収部材が輸送機器用部材であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のエネルギー吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エネルギー吸収部材に関し、特に樹脂と補強繊維からなる複合材料製のエネルギー吸収部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機の座席周り等や、自動車の座席周り、バンパー周り、各種構造部材等に、衝撃エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材が用いられる（例えば、特許文献１〜特許文献２等参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６０−１０９６３０号公報（第２頁〜第４頁）。
【０００４】
【特許文献２】
特開昭６２−１７４３７号公報（第１頁〜第３頁）。
【０００５】
このエネルギー吸収部材には、衝撃エネルギーを良好に吸収できる性能の他、一般に軽量、高剛性であることが要求されることから、樹脂と補強繊維からなる複合材料、いわゆる繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰということもある）、中でも炭素繊維強化プラスチック（以下、ＣＦＲＰということもある）が適している。
【０００６】
これらＦＲＰからなるエネルギー吸収部材は補強繊維の物性や配向、または、エネルギー吸収部材の構造等を様々に工夫することで、高いエネルギー吸収能力が得られるようになってきた（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献３】
特開平９−２２６０３９号公報（第３頁〜第５頁）。
【０００８】
ところが、これら一連の技術を用いた従来の樹脂と補強繊維との複合材料からなるエネルギー吸収部材は、静的条件では高いエネルギー吸収能力を得ることができるものの、動的条件ではエネルギー吸収能力が低下するという欠点があることが明らかになってきた。
【０００９】
すなわち、航空機や自動車等の比較的高速で移動する輸送機器の衝撃エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材として用いる場合、動的条件でのエネルギー吸収特性を改善する必要がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、樹脂と補強繊維からなる複合材料製のエネルギー吸収部材であって、動的条件においても高いエネルギー吸収能力を有し、航空機や自動車等の比較的高速で移動する輸送機器にも適用することのできるエネルギー吸収部材を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、本発明では以下のようなエネルギー吸収部材を提供する。
【００１２】
すなわち、樹脂と補強繊維からなる複合材料製のエネルギー吸収部材であって、該エネルギー吸収部材の衝撃破壊温度が、該樹脂のガラス転移温度の−１５℃以上＋５０℃以下の範囲内であることを特徴とするエネルギー吸収部材である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエネルギー吸収部材についてさらに詳細に説明する。
【００１４】
本発明は、樹脂と補強繊維との複合材料からなるエネルギー吸収部材において、該エネルギー吸収部材の衝撃破壊温度が、該樹脂のガラス転移温度（以下、Ｔｇということもある）の−１５℃以上＋５０℃以下の範囲内である樹脂を用いることによって、動的条件においても、破壊時の樹脂の靭性を高く保ち、高いエネルギー吸収能力を持つエネルギー吸収部材とするものである。
【００１５】
一般に、エネルギー吸収部材を圧縮する速度が１０−３ｍ／ｓ以下の条件を静的条件、速度が１０−３ｍ／ｓ以上の条件のことを動的条件いい、圧縮する速度が速くなる動的条件では樹脂が静的条件とは異なる破壊挙動を示し、エネルギー吸収量が低下する。たとえば、文献（川田宏之，ＧＦ／Ｎｙｌｏｎ円筒のエネルギー吸収特性，「材料」，Ｖｏｌ．４７，Ｎｏ．５，ｐｐ４５８−４６３，Ｍａｙ１９９８）ではＣＦ／ＰＥＥＫ円筒のエネルギー吸収量が動的条件で約１／３となることが分かっている。
【００１６】
動的条件での破壊部温度は、摩擦や補強繊維の破断によって生じる熱により、破壊前よりも高くなる。
【００１７】
エネルギー吸収部材の破壊部の温度（以降、衝撃破壊温度と定義する）は破壊部に熱電対を貼付しておくことによって測定することもできるが、測定誤差を少なくするために、エネルギー吸収部材の比エネルギー吸収量と比熱から式１を用いて計算することができる。
【００１８】
Ｔ＝Ｔ０＋Ｅ／Ｃ　（式１）
Ｔ：衝撃破壊温度　Ｅ：比エネルギー吸収量　Ｃ：比熱　Ｔ０：破壊前の温度
エネルギー吸収部材の衝撃破壊温度が樹脂のＴｇの−１５℃以上＋５０℃以下の範囲内になるように、樹脂のＴｇを設計することによって、動的条件においても破壊時に高いエネルギー吸収量が得られる。そのメカニズムとしては、一般に動的条件においては静的条件と比べて樹脂の靭性が低下するが、樹脂のＴｇ付近の温度域では、動的条件の靭性が静的比ほとんど低下しないので、衝撃破壊時にも樹脂靭性が発現するからであると推定できる。
【００１９】
たとえば、文献（Ｊ．Ｋａｒｇｅｒ−Ｋｏｃｓｉｓ　ａｎｄ　Ｋ．Ｆｒｉｅｄｒｉｃｈ，”Ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ　ｏｆＰＥＥＫ”，ＰＯＬＹＭＥＲ，ＶＯＬ８，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ１９８７，ｐｐ１７５７　Ｆｉｇ．６）ではＴｇ付近で靭性の上昇が見られる。
【００２０】
衝撃破壊温度が前記の範囲以下であると、前記したように動的条件下で破壊時の樹脂の靭性が低くなり、十分なエネルギー吸収量が得られない可能性がある。また、衝撃破壊温度が前記の範囲以上であると、破壊時の温度上昇が大きすぎてエネルギー吸収量が不十分となる可能性があるからである。
【００２１】
本発明の効果を有効に得るためのより好ましい温度範囲は、エネルギー吸収部材の衝撃破壊温度が樹脂のＴｇの−１０℃以上＋２０℃以下の範囲内である。
【００２２】
さらに、本発明の樹脂と補強繊維との複合材料からなるエネルギー吸収部材における樹脂は、応力拡大係数ＫＩＣが０．８ＭＰａ・ｍ１／２　以上であることが好ましい。樹脂の靭性がこの範囲以下であるとエネルギー吸収部材に衝撃が加わったときに樹脂部のみが破壊してしまい、補強繊維の強度を生かせず、複合材料として機能しない可能性がある。
【００２３】
前記のような特性を満足することが可能な樹脂として、たとえば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、グアナミン樹脂、また、ビスマレイド・トリアジン樹脂等のポリイミド樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリジアリルフタレート樹脂、さらにメラニン樹脂やユリア樹脂やアミノ樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００２４】
また、リサイクルの観点から、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１などのポリアミド、またはこれらポリアミドの共重合ポリアミド、また、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラートなどのポリエステル、またはこれらポリエステルの共重合ポリエステル、さらにポリカーボネート、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルファイド、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリオレフィンなど、さらにまた、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマーなどに代表される熱可塑性エラストマー、等が挙げられる。
【００２５】
さらには、上述の範囲を満たす樹脂として、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム等のゴムを用いることもできる。
【００２６】
さらには、上記の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴムから選ばれた複数をブレンドした樹脂を用いることもできる。
【００２７】
中でも好ましい樹脂として、物性、成形性の観点からエポキシ樹脂が挙げられる。
【００２８】
一般的に複合材料用エポキシ樹脂としては、主剤として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリジシルアミン型エポキシ樹脂が用いられるが、これらを用いた場合、Ｔｇが必要以上に高くなり、靭性も低くなるため、十分なエネルギー吸収量が得られない。
【００２９】
Ｔｇを適正化するために、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、単官能エポキシ樹脂などの成分を配合することが有効である。
【００３０】
また、靭性を高くするには、前述の技術に加え、主剤に熱可塑樹脂やゴムを配合することが有効である。
【００３１】
一方、硬化剤としては、ジシアンジアミドにジクロロフェニルジメチル尿素を組み合わせた硬化剤系が作業性、物性等のバランスに優れている点で好適に使用されている。しかし、特に限定されるものではなく、ジアミノジフェニルスルホン、芳香族ジアミン、酸無水物ポリアミドなども使用できる。
【００３２】
エネルギー吸収部材が十分に大きいエネルギー吸収量を持つためには、高剛性、高伸度、高強度であることが重要である。繊維強化複合材料の物性は補強繊維の物性に大きく影響されるため、補強繊維には高弾性率、高伸度、高強度のものを使用するのが好ましい。
【００３３】
本発明の樹脂と補強繊維との複合材料からなるエネルギー吸収部材における補強繊維は、引張弾性率が１７０ＧＰａ以上、破断伸度が１．２％以上、引張強度が２ＧＰａ以上のいずれかの特性、あるいはこれらの特性を任意に組み合わせた特性を有するものであれば、特に限定されない。
【００３４】
補強繊維の引張弾性率が１７０ＧＰａ未満であるとエネルギー吸収部材の剛性が低くなるため、大きなエネルギー吸収量を得ることが難しくなる。
【００３５】
また、補強繊維の破断伸度が１．２％未満、あるいは引張強度が２ＧＰａ未満であると、エネルギー吸収部材の少量の変形あるいは少量のエネルギー吸収量で補強繊維が破断に至ってしまうため、大きなエネルギー吸収量が得られず、エネルギー吸収部材のエネルギー吸収能力が低下してしまう可能性があるからである。
【００３６】
また、補強繊維の熱伝導率は熱伝導率０．５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上２０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることが好ましい。
【００３７】
補強繊維の熱伝導率が上記の範囲未満であると、衝撃破壊時に生じる熱がエネルギー吸収部材に十分伝わらず、局所的に衝撃破壊温度が樹脂のＴｇの＋５０℃以上まで上昇する可能性がある。また、上記の範囲を越えると、衝撃破壊時に生じる熱が補強繊維を伝わって拡散してしまい、衝撃破壊温度が樹脂のＴｇの−１５℃まで到達しない可能性があるからである。
【００３８】
本発明の効果を有効に得るためには、補強繊維の熱伝導率は５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上１０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることがより好ましい。
【００３９】
前記のような特性を満足する補強繊維としては、たとえば、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、金属繊維、窒化珪素繊維などの無機繊維や、ポリアミド系合成繊維、ポリオレフィン系合成繊維、ポリエステル系合成繊維、ポリフェニルスルフォン系合成繊維、ポリベンゾオキサジン系合成繊維、アセテート、アクリロニトリル系合成繊維、モダクリル繊維、ポリ塩化ビニル系合成繊維、ポリ塩化ビニリデン系合成繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維、ポリウレタン繊維、ポリクラール繊維、タンパク−アクリロニトリル共重合系繊維、フッ素系繊維、ポリグリコール酸繊維、フェノール繊維、パラ系アラミド繊維などの有機繊維等の中から選ぶことができる。
【００４０】
中でも好ましい補強繊維として、弾性率、熱伝導率の観点から炭素繊維が挙げられる。
【００４１】
また、補強繊維の形態としては、特に限定されず、通常のフィラメントの他、補強繊維の織物、補強繊維のマット等も使用できる。
【００４２】
また、本発明の樹脂と補強繊維との複合材料からなるエネルギー吸収部材における樹脂体積含有率は３０％以上８０％以下が好ましい。
【００４３】
本発明の樹脂と補強繊維との複合材料からなるエネルギー吸収部材における樹脂体積含有率がこの範囲を越える場合、エネルギー吸収部材の剛性が低くなるため、座屈してしまい大きなエネルギー吸収量を得ることが難しくなる。また、この範囲未満であると、補強繊維への樹脂の含浸が不十分となり、十分なエネルギー吸収量を得られない可能性があるからである。より好ましくは４０％以上６０％以下である。
【００４４】
また、本発明の複合材料からなるエネルギー吸収部材の形状は特に限定されず、筒状、柱状、板状等、各種形状を採用可能である。代表的な形状、あるいは採用可能な形状を例示する。
【００４５】
エネルギー吸収部材の代表的な形状として、まず、筒状形状を挙げることができる。筒状形状として最も代表的な形状は、図１に示すような円筒１である。図における矢印方向が、衝撃エネルギーとしての圧縮荷重作用方向である。また、図２に示すように、円筒の頂部を円錐状あるいは球面状形成した円筒２も適用できる。さらに、図示は省略するが、角筒、円錐、角錐、円錐台、角錐台、あるいは、横断面が楕円の円筒、さらには図３に示すように、フランジ部３を備えた円筒（または角筒）等の筒状形状４も採択できる。
【００４６】
また、筒状形状に限らず、柱状形状でも良い。たとえば、円柱、角柱形状を挙げることができる。
【００４７】
さらに、板状形状の採用も可能である。たとえば、波板形状の部材とすれば、座屈に対して強いので、エネルギー吸収部材として使用可能となる。また、図４に示すように、リブ５を有する、たとえば横断面Ｔ字型の形状６、図５に示すように、横断面コ字型形状７とすることもできる。図５に示す横断面コ字型形状７では、２点鎖線で示すように蓋部材８を設けることもできる。さらに、図６に示すように、横断面十字型の形状９とすることもできる。
【００４８】
本発明のエネルギー吸収部材は様々な形状を採り得るが、これらの形状のうち、より大きなエネルギー吸収量を得るためには、図１に示すような筒状体であることが好ましい。
【００４９】
さらにまた、各種形状の部材を組み合わせた構造とすることも可能である。たとえば、図７、図８に示すように、大きい円筒１０、大きい円錐台１１の中に、小さい細長形状の円柱１２、１３を入れ、これらを複合材料で構成することにより、より座屈しにくいエネルギー吸収材にすることができる。
【００５０】
また、図１６に示すように十字型の形状を組み合わせて井型１８、またはハニカム型にすることも、座屈しにくくエネルギー吸収量を大きくするのに有効である。図１６においては、板状部材の交差する部分１９の繊維体積含有率を大きくすることで、より大きなエネルギー吸収量を得ることができる。
【００５１】
さらに、エネルギー吸収部材は、１個の部材から構成されるものの他、複数の部材を重ねて、あるいは組み合わせて構成してもよい。たとえば、図９、図１０に示すように、同一あるいは同様の形状の複合材料からなる部材１４、１５ａ、１５ｂ、１５ｃを縦に積層してエネルギー吸収部材１６、１７を構成するようにしてもよい。図１０の構成にあっては、各部材を中、外交互に積層してもよい。
【００５２】
なお、上記のようなエネルギー吸収部材においては、エネルギー吸収部材を端部から逐次破壊させるためのトリガ形状を形成しておくことが望ましく、このトリガは、エネルギー吸収部材を押圧する押圧部材側に設けてもよい。
【００５３】
本発明で得られるエネルギー吸収部材の用途としては、軽量で高い衝撃エネルギー吸収能力が要求される、航空機や自動車、船舶、自転車等の輸送機器の衝撃エネルギー吸収部材が挙げられる。なかでも、フロントサイドメンバ、バンパー、バンパーステー、サイドフレーム、サイドシル等の自動車用衝撃エネルギー吸収部材に用いるのに適している。
【００５４】
本発明のエネルギー吸収部材を製造するための成形法としては、あらゆる成形法が利用できる。例えば、フィラメントワインディング法（ＦＷ）、シートワインディング法、シートレイアップ法、テープワインド法、テープラッピング法、ハンドレイアップ法、プルトルージョン法、シートモールディング法（ＳＭＣ）、スタンピング成形法、レジンインジェクションモールディング法（ＲＩＭ）等である。
なかでも、円筒形エネルギー吸収部材を製造するのに最適な成形法としては、ＦＷ法、プルトルージョン法が挙げられる。
【００５５】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例等によりなんら限定されるものではない。
【００５６】
実施例では、以下の方法により試料を作製し、物性値を測定した。なお、物性測定はすべて温度２３±２℃、相対湿度５０±１０％の環境で行った。
（１）樹脂硬化物の特性評価試験
Ａ．試料（樹脂硬化板）の作製
樹脂組成物を１３５℃、２時間加熱硬化して樹脂硬化板を作製した。なお、樹脂硬化板作製用モールドには樹脂組成物を８０℃に加熱して注入した。試験に応じて必要な厚みの樹脂硬化板を作製し、後述するサイズの試験片を切り出した。
【００５７】
加熱には熱風乾燥機を使用した。
Ｂ．測定方法
（ａ）樹脂硬化物のＴｇ
ＳＡＣＭＡ　ＳＲＭ１８Ｒ−９４に従い、ＤＭＡ法により樹脂硬化物のＴｇを求めた。
【００５８】
具体的には動的粘弾性測定により得られたＧ’−温度曲線において、図１５に示すようにガラス領域４２でのラインの接線とガラス転移領域４３のラインの接線との交点４５を求め、その交点の温度をＴｇとした。
【００５９】
試験片は前述の方法により作製した以下のサイズのものを使用した。
【００６０】
厚み：２ｍｍ
幅：１０ｍｍ
長さ：４０ｍｍ
なお、ここでは測定装置としては、レオメトリックス・エフ・イー（株）製、ＲＤＡＩＩ（型番）を用いた。条件は測定周波数１．０Ｈｚ、昇温速度５℃／分とした。
（ｃ）靭性
ＡＳＴＭ　Ｄ５０４５−９３記載のＳＥＮＢ法に従い応力拡大係数ＫＩＣを求め、これを靭性の指標とした。
【００６１】
試験片は、前述の方法に従い作製した厚さ６ｍｍの樹脂硬化板から、ＡＳＴＭＤ５０４５−９３記載のＳＥＮＢ法用試験片を切り出した。
（２）炭素繊維の破断伸度、引張強度、引張弾性率の測定
ＪＩＳ　Ｒ７６０１に記載の方法に従い、次の組成の樹脂を炭素繊維束に含浸し、１３０℃、３５分の条件で加熱硬化させ、引張試験片を作製し、破断伸度、引張強度、引張弾性率を測定した。
樹脂組成：３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−シクロヘキサン−カルボキシレート（１００重量部）／３フッ化ホウ素モノエチルアミン（３重量部）／アセトン（４重量部）
（３）プリプレグの作製
樹脂組成物をリバースロールコーターを用いて離型紙上に塗布し、樹脂フィルムを作製した。次に、シート状に一方向に整列させた強化繊維に樹脂フィルム２枚を炭素繊維の両面から重ね、加熱加圧して樹脂組成物を含浸させ一方向プリプレグを作製した。
【００６２】
実施例１、実施例２および比較例についてはプリプレグ目付２００ｇ／ｍ２、繊維重量分率６８重量％の一方向プリプレグを作製した。
【００６３】
また、実施例１、実施例２及び比較例１においては、強化繊維として引張弾性率が２３０ＧＰａである炭素繊維“トレカ”（登録商標）Ｔ７００ＳＣ−１２Ｋ−５０Ｃ（東レ（株）製、破断伸度２．１％、引張強度４９００ＭＰａ、引張弾性率２３０ＧＰａ、以下Ｔ７００ＳＣと略）を使用した。
（４）エネルギー吸収部材の特性評価試験
（ａ）比エネルギー吸収量
図１１に示すようにエネルギー吸収部材２１に押圧部材２２を介して圧縮荷重Ｐを負荷して部材２１を破壊していくと、一般に図１２のような荷重−変位線図が得られる。この荷重−変位線図において、変位Ｘまでに吸収されたエネルギーは図の斜線部の面積として求められる。その間に破壊されたエネルギー吸収部材の重量を求めて、吸収エネルギー量を重量で除した値を比エネルギー吸収量とする。
（ｂ）比熱
エネルギー吸収部材の比熱はＪＩＳ　Ｋ７１２３記載の方法で測定することができる。
（ｃ）樹脂体積含有率
エネルギー吸収部材の樹脂体積含有率はＪＩＳ　Ｋ７０７５記載の方法で測定することができる。
（ｄ）熱伝導率
補強繊維の繊維方向熱伝導率は、複合材料の繊維方向熱伝導率を測定することで求められる。
【００６４】
複合材料の繊維方向熱伝導率には、その体積繊維含有率依存性からみて複合則が成り立つと考えられる。マトリクス樹脂の熱伝導率は小さいので、式２により炭素繊維の繊維方向熱伝導率を求めることができる。
【００６５】
κｆ＝κ／Ｖｆ　　（式２）
κｆ：補強繊維の繊維方向熱伝導率
κ：繊維強化複合材料の繊維方向熱伝導率
Ｖｆ：補強繊維の体積含有率
繊維強化複合材料の繊維方向熱伝導率はレーザーフラッシュ法ＪＩＳ　Ｒ１６１１に準拠し測定することができる。
【００６６】
また、補強繊維の体積含有率はＪＩＳ　Ｋ７０７５記載の方法で測定することができる。
【００６７】
以下、各実施例、比較例について説明する。各実施例、比較例の樹脂組成、樹脂硬化物特性及び繊維強化複合材料特性は表１にまとめて示す。実施例中では樹脂組成物の原料は以下のものを用いた。
［原料］
・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート８２８、エポキシ当量１８４〜１９４、ジャパンエポキシレジン（株）製）
・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エピコート８０７、エポキシ当量１６０〜１７５、ジャパンエポキシレジン（株）製）
・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート１００１、エポキシ当量４５０〜５００、ジャパンエポキシレジン（株）製）
・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート１００３、エポキシ当量６７０〜７７０、ジャパンエポキシレジン（株）製）
・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート１００４、エポキシ当量８７５〜９７５、ジャパンエポキシレジン（株）製）
・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エピコート４００４Ｐ、エポキシ当量９３０、ジャパンエポキシレジン（株）製）
・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エピクロン８３０、エポキシ当量１６５〜１８０大日本インキ）
・フェノールノボラック型エポキシ樹脂（エピコート１５４、エポキシ当量１７６〜１８０、ジャパンエポキシレジン（株）製）
・ポリビニルホルマール（“ビニレック”（登録商標）Ｅ、チッソ（株）製）
・ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ７、ジャパンエポキシレジン（株）製）
・３−（３，４−シ゛クロロフェニル）−１，１−シ゛メチルウレア（ＤＣＭＵ９９、保土谷化学工業（株）製）
・ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡＡ、興人（株）製）
・ＥＸＬ２６５５（Ｒｏｈｍ＆Ｈａａｓ社製）。
【００６８】
（実施例１）
エポキシ樹脂を用いた一方向炭素繊維プリプレグ（補強繊維：炭素繊維Ｔ７００ＳＣ、樹脂体積含有率４２．５％）を用いて、内径３０ｍｍ、肉厚１０ｍｍ、繊維配向角（９０°／０°／０°／９０°）の円筒を、をマンドレルに巻いてオートクレーブ成形した。
【００６９】
このようにして得られた円筒複合材料から、機械加工により、図１３に示すような、内径３０ｍｍ、肉厚１０ｍｍ、長さ１が１４０ｍｍ、上端の傾斜角θが４５°の、円筒形状の複合材料からなるエネルギー吸収部材３１を得た。
【００７０】
このエネルギー吸収部材３１を図１４に示すように万能試験機３２に装着してクロスヘッド３３からロードセル３４、押圧部材３５を介してエネルギー吸収部材３１に圧縮荷重を加えていき、クロスヘッド３３の変位を押圧部材３５の変位として荷重−変位特性を測定し、得られた荷重−変位線図から比エネルギー吸収量を求めた。
試験速度１０−４ｍ／ｓの静的条件で試験を行ったところ、比エネルギー吸収量は１０８ｋＪ／ｋｇであった。
試験速度１２ｍ／ｓの動的条件で試験を行ったところ、衝撃破壊温度は１０１℃、比エネルギー吸収量は８６ｋＪ／ｋｇとなり、静的条件時に比べ２０％減となった。
【００７１】
（実施例２）
エポキシ樹脂を実施例１と異なる塑性の樹脂に変更した以外は、実施例１と同様の方法でエネルギー吸収量を求めた。
試験速度１０−４ｍ／ｓの静的条件で試験を行ったところ、比エネルギー吸収量は１０２ｋＪ／ｋｇであった。
試験速度１２ｍ／ｓの動的条件で試験を行ったところ、衝撃破壊温度は８９℃、比エネルギー吸収量は７２ｋＪ／ｋｇとなり、静的条件時に比べ２９％減となった。
【００７２】
（比較例）
エポキシ樹脂を実施例１、２と異なる塑性の樹脂に変更した以外は、実施例１と同様の方法でエネルギー吸収量を求めた。
【００７３】
試験速度１０−４ｍ／ｓの静的条件で試験を行ったところ、比エネルギー吸収量は９４ｋＪ／ｋｇであった。
試験速度１２ｍ／ｓの動的条件で試験を行ったところ、衝撃破壊温度は７４℃、比エネルギー吸収量は５６ｋＪ／ｋｇとなり、静的条件時に比べ４０％減となった。
【００７４】
【表１】
2004116564.tif 000003
【００７５】
【発明の効果】
本発明のエネルギー吸収部材を用いることによって動的条件においても高い比エネルギー吸収力を持つエネルギー吸収部材を得ることができる。それによって、今まで適用できなかった航空機や自動車等の比較的高速で移動する輸送機器への適用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエネルギー吸収部材の形状の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明のエネルギー吸収部材の別の形状例を示す斜視図である。
【図３】本発明のエネルギー吸収部材の別の形状例を示す斜視図である。
【図４】本発明のエネルギー吸収部材の別の形状例を示す斜視図である。
【図５】本発明のエネルギー吸収部材の別の形状例を示す斜視図である。
【図６】本発明のエネルギー吸収部材の別の形状例を示す斜視図である。
【図７】本発明のエネルギー吸収部材の構造の一例を示す斜視図である。
【図８】本発明のエネルギー吸収部材の別の構造例を示す斜視図である。
【図９】本発明のエネルギー吸収部材の別の構造例を示す縦断面図である。
【図１０】本発明のエネルギー吸収部材の別の構造例を示す縦断面図である。
【図１１】比エネルギー吸収量の測定法を示す分解斜視図である。
【図１２】比エネルギー吸収量の測定における荷重−変位線図である。
【図１３】実施例１におけるエネルギー吸収部材の斜視図である。
【図１４】実施例１における荷重−変位特性の測定を行う万能試験機の部分正面図である。
【図１５】ＤＭＡによるＴｇ測定で得られるＧ’−温度曲線の概念図である。
【図１６】本発明のエネルギー吸収部材の別の構造例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、２：円筒形状のエネルギー吸収部材
３：フランジ部
４：フランジ部を備えた円筒形状のエネルギー吸収部材
５：リブ
６：横断面Ｔ字形のエネルギー吸収部材
７：横断面コ字形のエネルギー吸収部材
８：蓋部材
９：横断面十字形のエネルギー吸収部材
１０：円筒形状のエネルギー吸収部材
１１：円錐台形状のエネルギー吸収部材
１２、１３：細長形状の部材
１４、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ：エネルギー吸収部材を構成する部材
１６、１７：組み合わせ構成のエネルギー吸収部材
１８：横断面井型のエネルギー吸収部材
１９：板状部材の交差部分
２１：エネルギー吸収部材
２２：押圧部材
３１：エネルギー吸収部材
３２：万能試験機
３３：クロスヘッド
３４：ロードセル
３５：押圧部材
４１：弾性率：
４２：ガラス状領域
４３：ガラス転移領域
４４：ゴム状領域
４５：ガラス転移温度Ｔｇ
４６：ゴム状平坦部
４７：温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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