冲击吸收部件

申请号 CN201380046207.6 申请日 2013-09-02 公开(公告)号 CN104603494B 公开(公告)日 2016-08-24
申请人 东丽株式会社; 发明人 铃木茂光; 秋田大; 丹羽理; 上杉忠敏; 井上卓也; 桥本幸作;
摘要 一种冲击吸收部件,其特征在于,通过将由 纤维 强化 树脂 组合物成型而得的成型体D1、和由非强化树脂组合物成型而得的成型体D2重叠配置而成,配置了所述成型体D1的那侧为接受冲击 力 侧,所述纤维强化树脂组合物中配合进了聚酰胺树脂、具有 反应性 官能团的 橡胶 质 聚合物 和纤维状无机填充材料,所述非强化树脂组合物中配合进了聚酰胺树脂和具有反应性官能团的橡胶质聚合物。本 发明 提供能够以较小的 变形 量吸收来自外部的冲击能的冲击吸收部件。
权利要求

1.一种冲击吸收部件,通过将由纤维强化树脂组合物成型而得的成型体D1、和由非强化树脂组合物成型而得的成型体D2重叠配置而成,配置了所述成型体D1的那侧为接受冲击侧,所述纤维强化树脂组合物中配合进了聚酰胺树脂、具有反应性官能团的橡胶聚合物和纤维状无机填充材料,所述非强化树脂组合物中配合进了聚酰胺树脂和具有反应性官能团的橡胶质聚合物。
2.如权利要求1所述的冲击吸收部件,所述成型体D1的最小厚度(d1)为1.0~10.0mm,所述成型体D2的最小厚度(d2)为0.5~5.0mm。
3.如权利要求1或2所述的冲击吸收部件,所述成型体D1的最小厚度(d1)和所述成型体D2的最小厚度(d2)满足下述式(I)和(II),
2.3mm≤(d1)+(d2)≤12.0mm  式(I)
0.4≤(d1)/(d2)≤10.0  式(II)。
4.如权利要求1或2所述的冲击吸收部件,所述纤维强化树脂组合物中的所述具有反应性官能团的橡胶质聚合物的反应性官能团和所述非强化树脂组合物中的所述具有反应性官能团的橡胶质聚合物的反应性官能团分别是选自环基、酸酐基、基、羧基、羧酸金属盐基和 唑啉基中的至少1种。
5.如权利要求1或2所述的冲击吸收部件,所述成型体D1和所述成型体D2在电子显微镜观察下都具有以下形态:
聚酰胺树脂形成连续相A,具有反应性官能团的橡胶质聚合物形成分散相B,并且在分散相B中含有粒径1~100nm的微粒,所述微粒由聚酰胺树脂和具有反应性官能团的橡胶质聚合物之间反应生成的化合物形成,所述微粒在分散相B中占据的面积为10%以上。
6.如权利要求1或2所述的冲击吸收部件,被用作防护性容器中的接受冲击力的部件。

说明书全文

冲击吸收部件

技术领域

[0001] 本发明涉及能够以较小的变形量吸收来自外部的冲击能的冲击吸收部件。更具体地说,涉及将由纤维强化树脂组合物成型而得的成型体和由非强化树脂组合物成型而得的成型体重叠配置而成的,将配置由纤维强化树脂组合物成型而得的成型体的那侧作为接受冲击侧的冲击吸收部件。

背景技术

[0002] 近年来从保护行人和乘车人的观点出发,以汽车内装外装为中心,不断进行冲击吸收部件(Crash Parts)的开发。此外,对于保护人或内装物免受撞击、冲击、下落的损害的容器例如在机械系统、电机系统等中使用的容器,也不断进行对冲击吸收部件的开发。这些冲击吸收部件以往主要使用金属,但近年来从轻量化的观点出发,也积极进行树脂化的研究。冲击吸收部件,由于是构成结构体的一部分,所以冲击吸收性当然不用说,还需要抑制对冲击的变形量,还要求刚性。因此,要求能够以较小的变形量吸收来自外部的冲击能的材料。
[0003] 针对这种要求特性,作为使用树脂的冲击吸收部件,主要可以列举出纤维强化树脂组合物的成型体和非强化树脂组合物的成型体。
[0004] 作为纤维强化树脂组合物的成型体,已经提出了例如,在长纤维强化聚酰胺树脂层的两面上具有非强化聚酰胺树脂层的、长纤维强化层/非强化树脂层的层厚比为1.0以上的外装成型体(参照例如专利文献1)。此外,还提出了具有由配合了聚酰胺和烯系弹性体的组合物形成的表皮层、和由配合了聚酰胺和强化填充剂的组合物形成的芯层的多层注射成型体(参照例如专利文献2)。但是,由于纤维强化树脂组合物的成型体是在被破坏的同时吸收冲击能,所以由这些公开的技术得到的成型体,由于在受到外部的冲击能时会成为尖锐边破坏的形态,所以具有尖锐边角的碎片容易飞散、此外,在装有流体的容器等情况内容物容易泄露,不能说是作为冲击吸收部件是充分的。
[0005] 另一方面,作为非强化树脂组合物的成型体,提出了由热塑性树脂和具有反应性官能团的树脂配合而成的热塑性树脂组合物形成的冲击吸收部件,其在结构上具有高度为平面部壁厚的50%以上的肋条(参照例如专利文献3)。但是,由它们所公开技术得到的成型体都存在在受到外部冲击能时变形量大的课题。特别是在变形量受到限制的使用环境下,要充分吸收冲击能很困难,因而不能说是作为冲击吸收部件是充分的。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本特开2006-083227号公报
[0009] 专利文献2:日本特开2002-283522号公报
[0010] 专利文献3:日本特开2009-155365号公报

发明内容

[0011] 发明要解决的课题
[0012] 本发明鉴于上述背景技术的课题,其课题在于提供能够以较小的变形量吸收来自外部的冲击能的冲击吸收部件。
[0013] 解决课题的手段
[0014] 为了解决上述课题,本发明的冲击吸收部件具有下述【1】~【6】所示技术特征。
[0015] 【1】.一种冲击吸收部件,通过将由纤维强化树脂组合物成型而得的成型体D1、和由非强化树脂组合物成型而得的成型体D2重叠配置而成,配置了所述成型体D1的那侧为接受冲击力侧,所述纤维强化树脂组合物中配合进了聚酰胺树脂、具有反应性官能团的橡胶聚合物和纤维状无机填充材料,所述非强化树脂组合物中配合进了聚酰胺树脂和具有反应性官能团的橡胶质聚合物。
[0016] 【2】.如上述【1】所述的冲击吸收部件,所述成型体D1的最小厚度(d1)为1.0~10.0mm,所述成型体D2的最小厚度(d2)为0.5~5.0mm。
[0017] 【3】.如上述【1】或【2】所述的冲击吸收部件,所述成型体D1的最小厚度(d1)和所述成型体D2的最小厚度(d2)满足下述式(I)和(II),
[0018] 2.3mm≤(d1)+(d2)≤12.0mm    式(I)
[0019] 0.4≤(d1)/(d2)≤10.0    式(II)。
[0020] 【4】.如上述【1】~【3】的任一项所述的冲击吸收部件,所述具有反应性官能团的橡胶质聚合物的反应性官能团是选自环基、酸酐基、基、羧基、羧酸金属盐基和 唑啉基中的至少1种。
[0021] 【5】.如上述【1】~【4】的任一项所述的冲击吸收部件,所述成型体D1和所述成型体D2在电子显微镜观察下都具有以下形态:
[0022] 聚酰胺树脂形成连续相A,具有反应性官能团的橡胶质聚合物形成分散相B,并且在分散相B中含有粒径1~100nm的微粒,所述微粒由聚酰胺树脂和具有反应性官能团的橡胶质聚合物之间反应生成的化合物形成,所述微粒在分散相B中占据的面积为10%以上。
[0023] 【6】.如上述【1】~【5】的任一项所述的冲击吸收部件,被用作防护性容器中的接受冲击力的部件。
[0024] 发明效果
[0025] 本发明提供能够以较小的变形量吸收来自外部的冲击能的冲击吸收部件。本发明的冲击吸收部件,在汽车内外装用行人和乘车人保护、机械系统和电机系统的防护性容器中可以被优选使用。附图说明
[0026] 图1是显示冲击吸收部件的结构、配置和冲击力的方向之间的关系的概略结构图。
[0027] 图2是豁口型混合螺杆的概略结构图。

具体实施方式

[0028] 下面对本发明的冲击吸收部件予以具体说明。
[0029] 本发明的冲击吸收部件是将由纤维强化树脂组合物成型而得的成型体(D1)和由非强化树脂组合物成型而得的成型体(D2)重叠配置而成的。
[0030] 构成成型体(D1)的纤维强化树脂组合物,配合有聚酰胺树脂(A)、具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)和纤维状无机填充材料(C),根据需要还可以配合其它成分。本发明通过在构成成型体(D1)的纤维强化树脂组合物中配合聚酰胺树脂(A),能够使成型性优异,提高冲击吸收部件的耐热性、耐药性、耐油性、耐摩擦摩耗性、耐冲击性、强度、韧性和刚性。此外,通过配合具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B),能够进一步提高冲击吸收部件的冲击吸收性。此外,通过配合纤维状无机填充材料(C),能够提高冲击吸收部件的耐热性、强度、刚性。
[0031] 构成成型体(D2)的非强化树脂组合物,配合有聚酰胺树脂(A)和具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B),根据需要还可以配合其它成分(除纤维状填充材料以外)。本发明通过在构成成型体(D2)的非强化树脂组合物中配合聚酰胺树脂(A),能够使成型性优异,提高冲击吸收部件的耐热性、耐药性、耐油性、耐摩擦摩耗性、耐冲击性、强度、韧性和刚性。此外,通过配合具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B),能够进一步提高冲击吸收部件的冲击吸收性。
[0032] 再者,配合到纤维强化树脂组合物中的聚酰胺树脂(A)与配合到非强化树脂组合物中的聚酰胺树脂(A)可以相同也可以不同,配合到纤维强化树脂组合物中的具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)与配合到非强化树脂组合物中的具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)可以相同也可以不同。
[0033] 本发明中成型体(D1)和成型体(D2)中使用的聚酰胺树脂(A)是指由具有酰胺键的高分子形成的树脂。聚酰胺树脂(A)以氨基酸、内酰胺作为主要原料,或以二胺化合物和二元羧酸化合物作为主要原料。作为氨基酸,可以列举出例如6-氨基己酸、11-氨基十一烷酸、12-氨基十二烷酸、对氨基甲基苯甲酸等。作为内酰胺,可以列举出例如,ε-己内酰胺、ω-月桂内酰胺。作为二胺化合物,可以列举出例如,1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、2,2,4-/2,
4,4-三甲基-1,6-己二胺、5-甲基-1,9-壬二胺等脂肪族二胺;间苯二甲胺、对苯二甲胺等芳香族二胺;1,3-二(氨基甲基)环己烷、1,4-二(氨基甲基)环己烷、1-氨基-3-氨基甲基-3,5,
5-三甲基环己烷、二(4-氨基环己基)甲烷、二(3-甲基-4-氨基环己基)甲烷、2,2-二(4-氨基环己基)丙烷、二(氨基丙基)哌嗪、氨基乙基哌嗪等脂环族二胺等。作为二元羧酸化合物,可以列举出例如,己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸等脂肪族二羧酸;对苯二甲酸、间苯二甲酸、2-氯对苯二甲酸、2-甲基对苯二甲酸、5-甲基间苯二甲酸、间苯二甲酸-5-磺酸钠、2,6-二甲酸、六氢对苯二甲酸、六氢间苯二甲酸等芳香族二羧酸;1,4-环己烷二甲酸、
1,3-环己烷二甲酸、1,3-环戊烷二甲酸等脂环族二元羧酸等。这些原料可以使用2种以上,聚酰胺树脂(A)可以是均聚物,也可以是共聚物。
[0034] 本发明中、优选结晶熔解温度为150℃以上的聚酰胺树脂,这样能够进一步提高冲击吸收部件的耐热性和强度。
[0035] 作为具有150℃以上的结晶熔解温度的聚酰胺树脂的具体例,可举出聚己内酰胺(聚酰胺6)、聚己二酰己二胺(聚酰胺66)、聚己二酰戊二胺(聚酰胺56)、聚己二酰丁二胺(聚酰胺46)、聚癸二酰己二胺(聚酰胺610)、聚癸二酰戊二胺(聚酰胺510)、聚癸二酰丁二胺(聚酰胺410)、聚十二烷二酰己二胺(聚酰胺612)、聚十一酰胺(聚酰胺11)、聚十二碳酰胺(聚酰胺12)、聚己内酰胺/聚己二酰己二胺共聚物(聚酰胺6/66)、聚己内酰胺/聚对苯二甲酰己二胺共聚物(聚酰胺6/6T)、聚己二酰己二胺/聚对苯二甲酰己二胺共聚物(聚酰胺66/6T)、聚己二酰己二胺/聚间苯二甲酰己二胺共聚物(聚酰胺66/61)、聚己二酰己二胺/聚间苯二甲酰己二胺/聚己内酰胺共聚物(聚酰胺66/61/6)、聚对苯二甲酰己二胺/聚间苯二甲酰己二胺共聚物(聚酰胺6T/61)、聚对苯二甲酰己二胺/聚癸酰胺共聚物(聚酰胺6T/12)、聚己二酰己二胺/聚对苯二甲酰己二胺/聚间苯二甲酰己二胺共聚物(聚酰胺66/6T/61)、聚己二酰苯二甲胺(聚酰胺XD6)、聚对苯二甲酰己二胺/聚对苯二甲酰2-甲基戊二胺共聚物(聚酰胺6T/M5T)、聚对苯二甲酰己二胺/聚对苯二甲酰戊二胺共聚物(聚酰胺6T/5T)、聚对苯二甲酰戊二胺/聚己二酰戊二胺共聚物(5T/56)、聚对苯二甲酰壬二胺(聚酰胺9T)、聚对苯二甲酰癸二胺(聚酰胺10T)及它们的共聚物等。也可以根据纤维强化树脂组合物和非强化树脂组合物的成型性、冲击吸收部件的耐热性、耐药性、耐油性、耐摩擦摩耗性、耐冲击性、强度、韧性、刚性等必要特性而使用它们中的2种以上。
[0036] 在这些中更优选聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺56、聚酰胺610、聚酰胺510、聚酰胺410、聚酰胺612、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6/66、聚酰胺66/6T、聚酰胺6T/6I、聚酰胺66/
6I/6、聚酰胺6T/5T等。进而优选聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610,这样能够以更高平同时具备纤维强化树脂组合物和非强化树脂组合物的成型性和冲击吸收部件的冲击吸收性和刚性。
[0037] 对聚酰胺树脂(A)的端基量没有特殊限定,但优选端氨基量为3×10-5mol/g以上,这样能够提高与具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)之间的反应性,以更高水平同时具备冲击吸收部件的冲击吸收性和刚性。这里所称的端氨基量,可以通过将聚酰胺树脂溶解在85重量%的苯酚-乙醇溶液中,以百里酚蓝作为指示剂,用盐酸水溶液滴定而求出。
[0038] 对聚酰胺树脂(A)的聚合度没有特殊限定,但粘度数VN优选为70~200ml/g。通过使VN为70ml/g以上,能够以更高水平同时具有冲击吸收部件的冲击吸收性和刚性。VN更优选为85ml/g以上,进而优选为100ml/g以上。另一方面,通过使VN为200ml/g以下,能够提高纤维强化树脂组合物和非强化树脂组合物的成型性。VN更优选为180ml/g以下,进而优选为150ml/g以下。这里所称的粘度数VN是以96%硫酸作为溶剂,依照ISO307测定的值。
[0039] 作为使聚酰胺树脂(A)的VN在上述范围的方法,可以列举出例如,选择使用具有所期望的聚合度的聚酰胺树脂的方法,组合使用聚合度不同的2种以上聚酰胺树脂(A),将VN调整到上述范围内的方法等。
[0040] 本发明中成型体(D1)和成型体(D2)中使用的具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B),是指玻璃化转变温度低于室温的聚合物,其分子间的一部分通过共价键、离子键、范德华力和/或交缠等方式而彼此束缚。可以列举出例如,聚丁二烯、聚异戊二烯、苯乙烯/丁二烯的无规共聚物和嵌段共聚物、该嵌段共聚物的氢化物、丙烯腈/丁二烯共聚物、丁二烯/异戊二烯共聚物等二烯系橡胶、乙烯/丙烯的无规共聚物和嵌段共聚物、乙烯/丁烯的无规共聚物和嵌段共聚物、乙烯/α-烯烃的共聚物、乙烯/丙烯酸酯、乙烯/甲基丙烯酸酯等乙烯/不饱和羧酸酯共聚物、丙烯酸丁酯/丁二烯共聚物等丙烯酸酯/丁二烯共聚物、乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物等乙烯和脂肪酸乙烯基酯形成的共聚物、乙烯/丙烯/乙叉降片烯共聚物、乙烯/丙烯/己二烯共聚物等乙烯、丙烯与非共轭二烯的3元共聚物、丁烯/异戊二烯共聚物、氯化聚乙烯、聚酰胺弹性体、聚酯弹性体等热塑性弹性体等作为优选例。
[0041] 在这些中,从与聚酰胺树脂(A)的相溶性的观点考虑,优选使用乙烯/不饱和羧酸酯共聚物。作为不饱和羧酸酯,可以列举出(甲基)丙烯酸酯,优选(甲基)丙烯酸和醇形成的酯。作为(甲基)丙烯酸酯的具体例,可以列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯等。对共聚物中的乙烯成分和不饱和羧酸酯成分的重量比(乙烯成分/不饱和羧酸酯成分)没有特殊限定,但优选为90/10以下、更优选为85/15以下,另一方面,优选为10/90以上、更优选为15/85以上。对乙烯/不饱和羧酸酯共聚物的数均分子量没有特殊限定,通过在1000~70000的范围,能够进一步提高纤维强化树脂组合物和非强化树脂组合物的成型性、冲击吸收部件的冲击吸收性和刚性。
[0042] 本发明中具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)中存在的反应性官能团,只要是能够与聚酰胺树脂(A)的官能团进行反应,就没有特殊限定,可以列举出例如,环氧基、酸酐基、氨基、羧基、羧酸金属盐、 唑啉基、羟基、异氰酸酯基、巯基、磺酸基等。可以具有它们中的2种以上。在这些中,环氧基、酸酐基、氨基、羧基、羧酸金属盐、 唑啉基,由于反应性高,且分解、交联等副反应较少,所以优选使用。特别是,橡胶质聚合物(B)优选具有与聚酰胺树脂的端氨基反应性高的环氧基、酸酐基、羧基、羧酸金属盐。
[0043] 作为所述酸酐基中的酸酐,可以列举出例如,来酸酐、衣康酸酐、降冰片烯二酸酐、柠康酸酐、1-丁烯-3,4-二羧酸酐等。可以并用它们中的2种以上也无妨。这些中优选使用马来酸酐、衣康酸酐。
[0044] 作为在橡胶质聚合物中导入酸酐基的方法,可以列举出通常公知的技术,没有特殊限定,但可以使用例如,使酸酐与橡胶质聚合物的原料单体进行共聚的方法、使酸酐接枝在橡胶质聚合物上的方法等。
[0045] 此外,作为在橡胶质聚合物中导入环氧基的方法,可以列举出通常公知的技术,没有特殊限定,可以使用例如,使丙烯酸缩水甘油基酯、甲基丙烯酸缩水甘油基酯、2-乙基丙烯酸缩水甘油基酯、衣康酸缩水甘油基等α,β-不饱和酸的缩水甘油基酯化合物等具有环氧基的乙烯基系单体与橡胶质聚合物的原料单体进行共聚的方法,使用具有环氧基的聚合引发剂或链转移剂使橡胶质聚合物聚合的方法,使环氧化合物接枝在橡胶质聚合物上的方法等。
[0046] 作为在橡胶质聚合物中导入羧基的方法,可以列举出通常公知的技术,没有特殊限定,可以使用例如,使具有羧基的不饱和羧酸系单体与橡胶质聚合物的原料单体进行共聚的方法等。作为不饱和羧酸的具体例,可以列举出(甲基)丙烯酸等。
[0047] 此外,所述羧基的至少一部分形成了金属盐的羧酸金属盐作为反应性官能团也是有效的,可以列举出例如(甲基)丙烯酸金属盐等。作为金属盐的金属,没有特殊限定,优选列举出钠等金属或镁等碱土金属、锌等。作为具有羧酸金属盐作为反应性官能团的橡胶质聚合物(B),可以列举出例如,乙烯/丙烯酸/丙烯酸金属盐、乙烯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸金属盐等乙烯/不饱和羧酸/不饱和羧酸金属盐共聚物等。共聚物中的不饱和羧酸成分与不饱和羧酸金属盐成分的重量比(不饱和羧酸成分/不饱和羧酸金属盐成分),没有特殊限定,但优选为95/5以下、更优选为90/10以下,另一方面,优选为5/95以上、更优选为10/90以上。
[0048] 具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)中每一分子链的官能团的数量,没有特殊限定,但通常优选1~10个,由于交联等副反应少而优选1~5个。此外,含有完全不具有官能团的分子链也无妨,但优选其比例尽量少。
[0049] 本发明中、构成成型体(D1)的纤维强化树脂组合物和构成成型体(D2)的非强化树脂组合物中的具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)的配合量,相对于聚酰胺树脂(A)和具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)的总量100重量份优选为:聚酰胺树脂(A)为50~99重量份、具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)为1~50重量份。通过使聚酰胺树脂(A)的配合量为99重量份以下、具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)的配合量为1重量份以上,能够进一步提高冲击吸收部件的冲击吸收性。具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)的配合量更优选为10重量份以上,进而优选为20重量份以上。另一方面,通过使聚酰胺树脂(A)的配合量为50重量份以上、使具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)的配合量为50重量份以下,能够使纤维强化树脂组合物和非强化树脂组合物的成型性、冲击吸收部件的强度、刚性进一步提高。具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)的配合量更优选为45重量份以下,进而优选为40重量份以下。
[0050] 本发明中、作为构成成型体(D1)的纤维强化树脂组合物中使用的纤维状无机填充材料(C),可以列举出玻璃纤维、碳纤维灰石纤维、金属纤维等,它们也可以是中空。可以将它们中2种以上并用。此外,这些纤维状无机填充材料也可以是用异氰酸酯系化合物、有机硅烷系化合物、有机酸酯系化合物、有机烷系化合物、环氧化合物等偶联剂预先处理过的,这样可以进一步提高冲击吸收部件的强度、刚性。
[0051] 上述所示的纤维状无机填充材料中,更优选使用玻璃纤维、碳纤维。
[0052] 至于本发明中使用的玻璃纤维,没有特殊限定,可以使用公知的。通常、玻璃纤维有被切成规定长度的短切原丝(chopped strand)、纱束股(roving strand)、碾磨纤维等形状的,优选使用平均纤维径5~15μm的。更优选平均纤维径为12μm以下,这样能够进一步提高冲击吸收部件的冲击吸收性和刚性。
[0053] 本发明中、构成成型体(D1)的纤维强化树脂组合物中的纤维状无机填充材料(C)的配合量,相对于聚酰胺树脂(A)和具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)的总量100重量份优选为1~150重量份。通过使纤维状无机填充材料(C)的配合量为1重量份以上,能够进一步提高冲击吸收部件的耐热性、强度、刚性。纤维状无机填充材料(C)的配合量更优选为10重量份以上,进而优选为15重量份以上。另一方面,通过使纤维状无机填充材料(C)的配合量为150重量份以下,能够进一步提高纤维强化树脂组合物的成型性、冲击吸收部件的冲击吸收性。纤维状无机填充材料(C)的配合量更优选为120重量份以下,进而优选为100重量份以下。
[0054] 本发明中、构成成型体(D1)的纤维强化树脂组合物和/或构成成型体(D2)的非强化树脂组合物中,在不破坏其特性的限度内,根据需要还可以配合各种添加剂。作为添加剂,可以列举出例如,晶核剂、防着色剂,受阻酚系化合物、受阻胺系化合物、氢醌系化合物、磷酸系化合物及这些化合物的取代物、卤化、碘化化合物等抗氧化剂和热稳定剂,间苯二酚系化合物、水杨酸酯系化合物、苯并三唑系化合物、二苯甲系化合物、受阻胺系化合物等耐气候剂,脂肪族醇、脂肪族酰胺、脂肪族双酰胺、亚乙基双硬脂酰胺或高级脂肪酸酯等脱模剂、对羟基苯甲酸辛酯、N-丁基苯磺酰胺等增塑剂、增滑剂、尼格、苯胺黑等染料系着色剂,硫化镉、酞菁、炭黑等颜料系着色剂,烷基硫酸酯型阴离子系抗静电剂、季铵盐型阳离子系抗静电剂、聚氧乙烯失水山梨糖醇单硬脂酸酯等非离子系抗静电剂、甜菜碱系两性抗静电剂、氰尿酸三聚氰胺、多聚磷酸铵、溴化聚苯乙烯、溴化聚苯醚、溴化聚碳酸酯、溴化环氧树脂或这些溴系阻燃剂与三氧化锑的组合等阻燃剂,发泡剂等。
[0055] 在这些中,作为抗氧化剂、热稳定剂,优选使用受阻酚系化合物、磷系化合物。作为受阻酚系化合物,优选酯型高分子受阻酚型,具体可以列举出,四[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、季戊四醇四[3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]、3,9-二[2-(3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基)-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷。作为磷系化合物的具体例,可以列举出,二(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇-二亚磷酸酯、二(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇-二亚磷酸酯、二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇-二亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-双亚苯基亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇-二亚磷酸酯、三苯基亚磷酸酯、3,5-二丁基-4-羟基苄基膦酸二乙酯等。
[0056] 本发明中构成成型体(D1)的纤维强化树脂组合物中的添加剂的配合量,没有特殊限定,相对于聚酰胺树脂(A)、具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)和纤维状无机填充材料(C)的总量100重量份优选为0.01~20重量份。
[0057] 本发明中、构成成型体(D2)的非强化树脂组合物中的添加剂的配合量,没有特殊限定,但相对于聚酰胺树脂(A)和具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)的总量100重量份优选为0.01~20重量份。
[0058] 本发明中成型体(D1)和成型体(D2)的成型方法,没有特殊限定,可以列举出注射成型、注射压缩成型、中空成型、挤出成型、片成型、压缩成型、真空成型、发泡成型等。这些中优选注射成型。作为成型体的形状,可以列举出平板状、箱状、托盘状、圆锥台状、多角锥台状、圆筒圆锥台状、圆筒多角锥台状、片状等。这些中优选平板状、箱状、托盘状。
[0059] 本发明的冲击吸收部件,其特征在于,是将由纤维强化树脂组合物成型而得的成型体(D1)和由非强化树脂组合物成型而得的成型体(D2)重叠配置而成的,以配置所述成型体(D1)的那侧作为接受冲击力侧。这里所谓的“重叠配置而成”,既可以是将各成型出的成型体简单地叠放在一起的成型体,也可以是将各成型体接合在一起。此外,从冲击吸收部件的放热性的观点考虑,优选将各成型体接合在一起。另一方面,从进一步提高冲击吸收部件的冲击吸收性的观点考虑,由于能够彼此不受约束地自由变形,而优选将各成型出的成型体简单地叠放在一起。
[0060] 本发明中作为将各成型体接合的方法,可以列举出例如,将各成型体用螺钉等机械接合的方法,用粘接剂等通过化学性结合而接合的方法,将各成型体的一部分熔融后通过热焊接、超音波焊接、振动焊接激光焊接等焊接方法接合的方法,通过叠层成型、2色成型(二色成形/異材質成形)、2重成型、旋转成型、模印成型(スタンパブル成形)等方法将各成型体同时或一个一个地成型出的方法等。
[0061] 图1是显示本发明的冲击吸收部件的构造、配置和冲击力的方向之间的关系的概略结构图。图1(A)示出了将大致平板状的成型体(D1)4和大致平板状的成型体(D2)5重叠配置而成的冲击吸收部件10的例子,图1(B)示出了将具有厚度不同部分的成型体(D1)4a和具有厚度不同部分的成型体(D2)5a重叠配置而成的冲击吸收部件10a的例子。此外,图1中,符号d1表示由纤维强化树脂组合物成型而得的成型体(D1)4或4a的最小厚度,符号d2表示由非强化树脂组合物成型而得的成型体(D2)5或5a的最小厚度。本发明中,在将由纤维强化树脂组合物成型而得的成型体(D1)4的一个面作为受冲击面(直接接受冲击力1的面)2的情况,成型体(D1)4的受冲击面2和冲击力1形成的角度优选在30°~150°的范围,更优选在87°~93°。如图1(A)所示,通过将成型体(D1)4和成型体(D2)5重叠配置,将配置由所述纤维强化树脂组合物成型而得的成型体(D1)4的那侧作为接受冲击力1的侧11,将配置由非强化树脂组合物成型而得的成型体(D2)5的那侧作为相反侧12,这样能够进一步提高冲击吸收部件10的冲击吸收性和刚性。对于图1(B)的冲击吸收部件10a也同样。
[0062] 本发明的冲击吸收部件,其特征在于,将配置由纤维强化树脂组合物成型而得的成型体(D1)的那侧作为接受冲击力侧。通过将配置由纤维强化树脂组合物成型而得的成型体(D1)的那侧作为接受冲击力侧,能够进一步提高冲击吸收部件的冲击吸收性和刚性。本发明的冲击吸收部件,配置在接受冲击力侧的由纤维强化树脂组合物成型而得的成型体(D1)承担着吸收冲击和抑制变形量的作用。此外,配置在相反侧的由非强化树脂组合物成型而得的成型体(D2)承担着吸收残余冲击和抑制击穿破坏的作用。由此成型体(D1)能够以较小的变形量吸收来自外部的冲击能。此外,由于成型体(D2)能够吸收残余的冲击能、抑制成型体(D1)的尖锐边角的碎片的飞散、抑制击穿和破坏,所以能够保护人和内装物。
[0063] 另一方面,在仅有成型体(D1)的情况,如果受到来自外部的冲击能,则就会成为尖锐边角的破坏形态,容易有尖锐边角的碎片飞散,在是装有流体的容器等的情况,内容物容易泄露。此外,在仅有成型体(D2)的情况,如果受到来自外部的冲击能,则冲击物会击穿成型体(D2),或成型体(D2)的变形量变大。此外,在接受冲击力侧配置成型体(D2)、相反侧配置成型体(D1)的情况,如果受到来自外部的冲击能,则冲击物容易击穿成型体(D2),成型体(D1)容易发生尖锐边角性破坏。
[0064] 本发明的冲击吸收部件中,由纤维强化树脂组合物成型而得的成型体(D1)的最小厚度(d1)、即成型体(D1)的厚度的最小值优选为1.0~10.0mm。通过使成型体(D1)的最小厚度(d1)为1.0mm以上,能够进一步提高纤维强化树脂组合物的成型性、冲击吸收部件的冲击吸收性和刚性。作为最小厚度(d1)的下限,更优选为1.5mm以上,进而优选为2.0mm以上。另一方面,通过使成型体(D1)的最小厚度(d1)为10.0mm以下,能够将冲击吸收部件轻量化。此外,能够抑制真空洞隙或收缩孔的发生。作为最小厚度(d1)的上限,更优选为8.0mm以下,进而优选为6.0mm以下。
[0065] 本发明的冲击吸收部件中由非强化树脂组合物成型而得的成型体(D2)的最小厚度(d2)、即成型体(D2)的厚度的最小值优选为0.5~5.0mm。通过使成型体(D2)的最小厚度(d2)为0.5mm以上,能够进一步提高非强化树脂组合物的成型性、冲击吸收部件的冲击吸收性和刚性。作为最小厚度(d2)的下限,更优选为0.8mm以上,进而优选为1.0mm以上。另一方面,通过使成型体(D2)的最小厚度(d2)为5.0mm以下,能够使冲击吸收部件轻量化。此外,能够抑制真空洞隙或收缩孔的发生。作为最小厚度(d2)的上限,更优选为4.0mm以下,进而优选为3.0mm以下。
[0066] 本发明中,关于成型体(D1)的最小厚度(d1)和成型体(D2)的最小厚度(d2)的测定方法,可以通过使用千分尺、卡尺、显微镜来放大观察成型体和/或成型体的切削截面来求出其厚度。但在成型体中设置有去液滴(ドレン抜き)的螺丝孔等的情况,将这部分除外。例如,如图1(B)所示,当在成型体(D1)4a、成型体(D2)5a上设置有螺丝13的螺丝孔14的情况,螺丝孔14的部分不包括在最小厚度(d1)和最小厚度(d2)的测定的对象范围之内。
[0067] 本发明的冲击吸收部件中,由纤维强化树脂组合物成型而得的成型体(D1)的最小厚度(d1)和由非强化树脂组合物成型而得的成型体(D2)的最小厚度(d2)优选满足下述式(I)和(II)。
[0068] (I)  2.3mm≤(d1)+(d2)≤12.0mm
[0069] (II)  0.4≤(d1)/(d2)≤10.0
[0070] 通过使(d1)+(d2)为2.3mm以上,能够进一步提高纤维强化树脂组合物和非强化树脂组合物的成型性、冲击吸收部件的冲击吸收性和刚性。更优选(d1)+(d2)为3.0mm以上。另一方面,通过使(d1)+(d2)为12.0mm以下,能够使冲击吸收部件轻量化。进而优选(d1)+(d2)为9.0mm以下。
[0071] 此外,通过使主要承担吸收冲击和抑制变形量作用的成型体(D1)的最小厚度(d1)和主要承担吸收残余冲击和抑制击穿破坏作用的成型体(D2)的最小厚度(d2)之比((d1)/(d2))为0.4以上,能够使在受到来自外部的冲击能作用时的冲击吸收部件的变形量进一步得到抑制。更优选(d1)/(d2)为0.7以上。另一方面,通过使(d1)/(d2)为10.0以下,能够使冲击吸收部件的击穿破坏得到抑制。进一步优选(d1)/(d2)为6.0以下。
[0072] 本发明中作为构成成型体(D1)的纤维强化树脂组合物和/或构成成型体(D2)的非强化树脂组合物的制造方法,可以采用在熔融状态下制造或在溶液状态下制造等,从提高反应性方面考虑,优选在熔融状态下制造。至于在熔融状态下的制造,可以使用挤出机进行熔融混炼或使用捏合机进行熔融混炼,等等,但从生产性的观点考虑,优选采用能够连续进行制造的挤出机进行熔融混炼。至于采用挤出机进行熔融混炼,可以使用单轴挤出机、双轴挤出机、三轴以上的多轴挤出机、双轴单轴复合挤出机等挤出机1台以上,从混炼性、反应性和生产性的提高方面考虑,优选使用双轴挤出机、四轴挤出机等多轴挤出机,采用双轴挤出机进行的熔融混炼方法最为优选。
[0073] 作为构成成型体(D1)的纤维强化树脂组合物的制造方法,可以将聚酰胺树脂(A)、具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)、纤维状无机填充材料(C)和根据需要添加的各种添加剂类分别在任意的阶段中进行添加、熔融混炼。可以列举出例如,将聚酰胺树脂(A)、具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)、纤维状无机填充材料(C)和根据需要添加的各种添加剂类进行添加、熔融混炼的方法,将聚酰胺树脂(A)、具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)和根据需要添加的各种添加剂类进行添加、熔融混炼,同时通过侧面进料等方法添加纤维状无机填充材料(C)进行熔融混炼的方法,以及,预先添加聚酰胺树脂(A)、具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)和根据需要添加的各种添加剂类进行熔融混炼,然后添加纤维状无机填充材料(C)进行熔融混炼的方法等。
[0074] 在它们中优选以下方法:将聚酰胺树脂(A)、具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)和根据需要添加的各种添加剂类进行添加,一边熔融混炼一边制造聚酰胺树脂-橡胶质聚合物复合组合物(A-B),通过侧面进料等方法添加纤维状无机填充材料(C)进行熔融混炼的方法,以及,预先添加聚酰胺树脂(A)、具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)和根据需要添加的各种添加剂类进行熔融混炼,制造出聚酰胺树脂-橡胶质聚合物复合组合物(A-B),然后添加纤维状无机填充材料(C)进行熔融混炼的方法。
[0075] 作为构成成型体(D2)的非强化树脂组合物的制造方法,可以将聚酰胺树脂(A)、具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)和根据需要添加的各种添加剂类分别在任意的阶段中进行添加、熔融混炼。可以列举出例如,将聚酰胺树脂(A)、具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)和根据需要添加的各种添加剂类进行添加、熔融混炼的方法,将聚酰胺树脂(A)和具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)进行熔融混炼,同时通过侧面进料等方法添加根据需要添加的各种添加剂类进行熔融混炼的方法,以及,预先将聚酰胺树脂(A)和具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)进行熔融混炼,然后根据需要添加各种添加剂类进行熔融混炼的方法等。
[0076] 在这些中优选以下方法:添加聚酰胺树脂(A)、具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)和根据需要添加的各种添加剂类进行熔融混炼,而制造聚酰胺树脂-橡胶质聚合物复合组合物(A-B)的方法。
[0077] 本发明中,作为构成成型体(D1)的纤维强化树脂组合物的中间原料的所述聚酰胺树脂-橡胶质聚合物复合组合物(A-B)、和作为构成成型体(D2)的非强化树脂组合物的所述聚酰胺树脂-橡胶质聚合物复合组合物(A-B)可以通过公知的方法制造,可以列举出例如下述(1)~(4)所示方法等。
[0078] (1)日本特开2008-156604号公报中记载的方法,即、将热塑性树脂(A)和具有反应性官能团的树脂(B)投入到螺杆长度L和螺杆直径D之比L/D为50以上、且具有多处全螺纹区(full flight zone)和捏合区(kneading zone)的双轴挤出机中,在将螺杆中的捏合区的树脂压力中最大的树脂压力设为Pkmax(MPa)、将螺杆中的全螺纹区的树脂压力中的最小的树脂压力设为Pfmin(MPa)时,在满足以下条件下进行熔融混炼,而制造的方法。
[0079] Pkmax≧Pfmin+0.3
[0080] (2)日本特开2006-347151号公报中记载的方法,即、将热塑性树脂(A)和具有反应性官能团的树脂(B)、以及根据要添加的(A)以外的热塑性树脂类、(B)以外的橡胶类、填充材料、各种添加剂类投入到螺杆长度L和螺杆直径D之比L/D为50以上的双轴挤出机,在滞留时间为1分钟~30分钟、挤出量为螺杆旋转平均1rpm为0.01kg/h以上的条件下进行熔融混炼的方法。
[0081] (3)国际公开第2009/119624号中记载的方法,即、将热塑性树脂(A)和具有反应性官能团的树脂(B)、和根据需要要添加的(A)以外的热塑性树脂类、(B)以外的橡胶类、填充材料、各种添加剂类一边伸张流动一边熔融混炼的方法。
[0082] (4)日本特开2011-063015号公报中记载的方法,即、将热塑性树脂(A)和具有反应性官能团的树脂(B)、和根据需要要添加的(A)以外的热塑性树脂类、(B)以外的橡胶类、填充材料、各种添加剂类通过挤出机一边进行伸张流动一边进行熔融混炼,然后用豁口型混合螺杆进行熔融混炼的方法。
[0083] 在这些方法中,从冲击吸收部件的冲击吸收性、刚性和生产性的观点考虑,优选上述(4)的方法。再者,L/D是指将螺杆长度L除以螺杆直径D而得的值。螺杆长度是指从螺杆根部的原料被供入的位置(进料口)处的螺杆部的上游侧的端部开始、到螺杆前端部的长度。此外,挤出机中,有时将原材料被供入的那侧称为上游,将熔融树脂被排出的那侧称为下游。
[0084] 在通过上述(4)的方法制造所述聚酰胺树脂-橡胶质聚合物复合组合物(A-B)的情况,一边进行伸张流动一边进行熔融混炼的区(伸张流动区)的前后的流入效果压力下降优选在100~500kg/cm2(9.8~49MPa)的范围。伸张流动区的前后的流入效果压力下降可以通过从伸张流动区跟前的压力差(ΔP)减去伸张流动区内的压力差(ΔP0)而求出。伸张流动区的前后的流入效果压力下降为100kg/cm2(9.8MPa)以上时,伸张流动区内的形成伸张流动的比例高,此外,能够使压力分布更均匀。此外,在伸张流动区的前后的流入效果压力下降为500kg/cm2(49MPa)以下时,挤出机内的背压(back-pressure)被抑制在适度的范围,容易稳定进行制造。
[0085] 此外,在将挤出机的螺杆中一个伸张流动区的长度设为Lk,将螺杆直径设为D时,从混炼性和反应性的观点优选Lk/D=3~8。
[0086] 此外,伸张流动区由捏合盘形成,优选由捏合盘的盘前端侧的顶部与其后面侧的顶部形成的角度即螺旋角度θ在螺杆的半旋转方向上为0°<θ<90°的范围内的扭转捏合盘(Twist Kneading Disk)。
[0087] 图2示出了本发明中使用的豁口型混合螺杆的概略结构图。图2中示出了在螺杆螺纹8上设置豁口6的混合螺杆9,符号7表示混合螺杆9的螺杆螺距,符号D表示螺杆直径。由豁口型混合螺杆熔融混炼的区(混合区)是将一条螺纹的、螺杆螺距的长度为0.1D~0.3D、且豁口数为每1螺距有10~15个的豁口型混合螺杆连接起来而构成的,这从由树脂充满而产生的熔融树脂的冷却效率提高、混炼性提高、反应性提高的观点优选。这里,一条螺纹是指螺杆旋转360度时螺杆螺纹的山部分向前进展1螺距量的螺纹。此外,螺杆螺距的长度表示轴向上相邻的螺纹彼此的距离,在一条螺纹的情况、等同于螺杆旋转360度时螺杆在轴向上前进的距离(lead)。此外,如果将挤出机的螺杆中一个混合区的长度设为Lm、将螺杆直径设为D,则从由树脂充满而产生的熔融树脂的冷却效率提高、混炼性提高、反应性提高的观点优选Lm/D=5~15。此外,设置2处以上混合区,这对于由树脂充满而产生的熔融树脂的冷却效率的提高、混炼性提高、反应性提高的观点来看优选。此外,构成混合区的豁口型混合螺杆的70%以上,螺纹旋转方向与螺杆轴的旋转方向相反,这从由树脂充满而产生的熔融树脂的冷却效率提高、混炼性提高、反应性提高的观点来看优选。
[0088] 在将伸张流动区中挤出机料筒设定温度设为Ck、将混合区中挤出机料筒设定温度设为Cm时,在满足Ck-Cm≧60的条件下进行熔融混炼,这除了能够使熔融树脂的冷却效率大幅提高以外,还可以使混炼性、反应性大幅提高,所以优选。此外,伸张流动区的合计长度相对于挤出机的螺杆全长的比例为10~35%,且混合区的合计长度相对于挤出机的螺杆全长的比例为20~35%,这从由树脂充满而产生的的熔融树脂的冷却效率的提高、混炼性提高、反应性提高的观点来看优选。
[0089] 本发明中,作为构成成型体(D1)的纤维强化树脂组合物的中间原料的所述聚酰胺树脂-橡胶质聚合物复合组合物(A-B)和作为构成成型体(D2)的非强化树脂组合物的所述聚酰胺树脂-橡胶质聚合物复合组合物(A-B),优选在电子显微镜观察中呈以下形态:聚酰胺树脂形成连续相(A)、具有反应性官能团的橡胶质聚合物形成分散相(B),且在分散相(B)中含有由聚酰胺树脂与具有反应性官能团的橡胶质聚合物反应生成的化合物形成的粒径1~100nm的微粒,且在分散相(B)中所述微粒所占据的面积为10%以上。热塑性树脂(A)与具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)反应生成的化合物,通常在连续相(A)和分散相(B)的界面存在,但如果热塑性树脂与具有反应性官能团的橡胶质聚合物的反应量增加、化合物量变多,则会引起该化合物被裹入连续相(A)和/或分散相(B)中的现象。被裹入的化合物要稳定存在,就会形成胶束,该胶束在电子显微镜观察中观察到是粒径1~100nm的微粒。即粒径1~100nm的微粒所占据的面积大,这暗示着热塑性树脂与具有反应性官能团的橡胶质聚合物的反应量多。这种形态在成型体(D1)和成型体(D2)中也得到维持。通过使分散相(B)中微粒所占据的面积为10%以上,能够进一步提高纤维强化树脂组合物和非强化树脂组合物的成型性、冲击吸收部件的冲击吸收性和刚性。
[0090] 这里,形态观察可以使用公知的技术。可以对成型体(D1)和成型体(D2)直接观察。此外,通常聚酰胺树脂组合物中的形态在熔融成型后也能够被保留下来,所以在本发明中、还可以使用由聚酰胺树脂组合物注射成型而得的成型体来观察形态。即、可以列举出下面的观察方法。首先将成型体(D1)或成型体(D2)、或者在聚酰胺树脂的融点+25℃的料筒温度下注射成型得到的ISO试片的截面方向中心部切削为1~2mm见方,用四氧化钌将具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)染色。由染色后的切削片,利用超薄切片机在-196℃切削0.1μm以下(约80nm)的超薄切片,首先扩大至5千倍用透射型电子显微镜评价连续相和分散相。
此时,观察到热塑性树脂(A)为黑~灰色,观察到具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)为白色。在以5千倍不能评价连续相及分散相的情况下,在3万5千倍以下的范围内,扩大至能观察到连续相和分散相的倍率进行观察。此时,可观察相中的最大径为10nm以上的分散相。
接着,将其扩大到3万5千倍观察分散相(B)内有无粒径1~100nm的微粒。粒径和微粒在分散相(B)中所占的面积,使用Scion Corporation社制图像分析软件“Scion Image”算出。粒径是从得到的图像中随机地选择出的10个粒子的粒径的数均值。此外,各个粒子的粒径是各个粒子的最大径和最小径的平均值。
[0091] 本发明中、作为构成成型体(D1)的纤维强化树脂组合物的中间原料的所述聚酰胺树脂-橡胶质聚合物复合组合物(A-B)和作为构成成型体(D2)的非强化树脂组合物的所述聚酰胺树脂-橡胶质聚合物复合组合物(A-B),若将拉伸试验中拉伸速度V1、V2时的拉伸弹性模量记为E(V1)、E(V2),则优选在V1<V2时E(V1)>E(V2)。通过使用这种复合组合物,能够进一步提高纤维强化树脂组合物和非强化树脂组合物的成型性、冲击吸收部件的冲击吸收性和刚性。优选上述关系式在拉伸速度10mm/min以上500mm/min以下的范围中对于所有的V1、V2都成立,进而优选在1mm/min以上1000mm/min以下的范围中对于所有的V1、V2都成立。此时的拉伸试验按照标准所标明的方法进行,例如,以通过注射成型得到的JIS-5A哑铃型试片来进行。拉伸弹性模量表示应力-变形曲线的初期直线部分的斜率。在使用JIS-5A哑铃型试片时将拉伸试验的夹头间距设为50mm。
[0092] 此外,如果将拉伸速度V1、V2时的拉伸破断伸长率记为ε(V1)、ε(V2),则优选在V1<V2时ε(V1)<ε(V2)。通过使用这种复合组合物,能够进一步提高纤维强化树脂组合物和非强化树脂组合物的成型性、冲击吸收部件的冲击吸收性和刚性。拉伸破断伸长率表示的是破断的瞬间的伸长率。上述关系式优选在拉伸速度10mm/min以上500mm/min以下的范围中对所有的V1、V2都成立,进而优选在1mm/min以上1000mm/min以下的范围中对所有的V1、V2都成立。在使用JIS-5A哑铃型试片时将拉伸试验的夹头间距设为50mm。
[0093] 本发明的冲击吸收部件,成型性、冲击吸收性、刚性优异,成型体(D1)能够以较小的变形量吸收来自外部的冲击能。此外,由于成型体(D2)能够吸收残余冲击能、抑制成型体(D1)的尖锐边角的碎片飞散、抑制击穿和破坏,所以适合用作能够保护人和内装物的冲击吸收部件。例如,可以在以下例示的汽车内外装用行人和乘车人保护、机械系统和电机系统的防护性容器等中很好地使用。
[0094] <汽车内外装用行人保护>
[0095] 可以很好地用于前罩板通孔、保险杠吸能器(energy absorber)、下盖(under cover)、发动机盖、挡泥板等。
[0096] <汽车内外装用乘车人保护>
[0097] 可以很好地用于缓冲垫、柱内饰(pillar trim)、内饰板、仪表板、扶手、手饰箱、下肢伤残轻减部件、内装部件等。
[0098] <机械系统的防护性容器>
[0099] 可以很好地用于发动机油盘、发动机盖等。
[0100] <电机系统的防护性容器>
[0101] 可以很好地用于智能电话壳、手机壳、电脑壳、电池壳等。
[0102] 实施例
[0103] 下面列举实施例来具体说明本发明,但本发明不受以下实施例限定。实施例和比较例中的各评价用以下方法实施。
[0104] <刚性>
[0105] 在料筒温度260℃、模具温度80℃的条件下注射成型出ISO试片,依照ISO178测定弯曲弹性模量。
[0106] <带缺口的简支梁冲击强度>
[0107] 在料筒温度260℃、模具温度80℃的条件下注射成型出ISO试片,依照ISO179进行测定。
[0108] <分散相(B)中微粒的比例>
[0109] 将通过注射成型得到的ISO试片的截面方向中心部切削为1~2mm见方,用四氧化钌将具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)染色。由染色后的切削片,利用超薄切片机在-196℃切削0.1μm以下(约80nm)的超薄切片,首先扩大至5千倍用透射型电子显微镜评价连续相和分散相。此时,观察到热塑性树脂(A)为黑~灰色,观察到具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)为白色。在以5千倍不能评价连续相及分散相的情况下,在3万5千倍以下的范围内,扩大至能观察到连续相和分散相的倍率进行观察。此时,可观察相中的最大径为10nm以上的分散相。接着,将其扩大到3万5千倍观察具有反应性官能团的橡胶质聚合物的分散相(B)内有无粒径1~100nm的微粒。微粒在具有反应性官能团的橡胶质聚合物的分散相(B)中所占的面积,使用Scion Corporation社制图像分析软件“Scion Image”算出。粒径是从得到的图像中随机地选择出10个粒子,测定各个粒子的最大径和最小径,求出平均值,然后算出这10个粒子的平均值的数均值,而求出的。
[0110] <冲击吸收性-1>
[0111] 在料筒温度260℃、模具温度80℃的条件下注射成型出规定厚度的80mm×80mm方板(板状的成型体),使用英斯特朗(INSTRON)9250HV dynatup试验机将质量10kg的锤形φ12.64圆锥从0.4m高度自由落下而进行高速落锤冲击试验,目视观察表面形态(方板有无破坏),测定试验后的变形量。再者,成型体(D1)和成型体(D2)的表面形态依照以下标准进行评价。
[0112] 对于成型体(D1),未破坏:A,破裂:B,脆性破坏:C
[0113] 对于成型体(D2),未破坏:A,击穿或脆性破坏:C
[0114] <冲击吸收性-2>
[0115] 针对实施例21~25得到的、带肋条的成型体(D1)、和成型体(D2)重叠配置而成的冲击吸收部件,使配置带肋条的成型体(D1)的那侧为接受冲击力侧,使配置成型体(D2)的那侧为相反侧,使用英斯特朗(INSTRON)9250HV dynatup试验机,使质量24kg锤形φ12.64圆锥从高度0.3m自由落下而进行高速落锥冲击试验,目视观察表面形态(方板有无破坏),测定试验后的变形量。再者,成型体(D1)和成型体(D2)的表面形态用以下标准判断。
[0116] 对于成型体(D1),未破坏:A,破裂:B,脆性破坏:C
[0117] 对于成型体(D2),未破坏:A,击穿或脆性破坏:C
[0118] 实施例和比较例中使用的材料如下。
[0119] 聚酰胺树脂(A)
[0120] A-1:聚酰胺6树脂(粘度数VN135ml/g、结晶熔解温度170℃、端氨基浓度5.8×10-5mol/g)
[0121] A-2:聚酰胺66树脂(粘度数VN135ml/g、结晶熔解温度207℃、端氨基浓度3.5×10-5mol/g)
[0122] A-3:聚酰胺610树脂(粘度数VN135ml/g、结晶熔解温度165℃、端氨基浓度3.4×10-5mol/g)
[0123] 端氨基量,是通过将聚酰胺树脂溶解在85重量%的苯酚-乙醇溶液中,以百里酚蓝作为指示剂,用盐酸水溶液滴定,从而测定的。此外,结晶熔解温度是通过使用差示扫描量热器(DSC),以升温和降温速度20℃/min进行测定的。
[0124] 具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)
[0125] B-1:乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油基共聚物(住友化学社制BF-7L)[0126] 共聚成分的重量比:乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油基酯共聚物=70/27/3(wt%)
[0127] B-2:马来酸酐改性乙烯/1-丁烯共聚物(三井化学社制MH7010)
[0128] B-3:乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸锌盐共聚物(三井デュポンポリケミカル社制ハイミラン1706)
[0129] 纤维状无机填充材料(C)
[0130] C-1:玻璃纤维(日本电气硝子社制T-249、平均纤维径φ13.0μm)
[0131] C-2:玻璃纤维(日本电气硝子社制T-251H、平均纤维径φ10.5μm)[0132] 其它树脂
[0133] 树脂R16:没有配合进具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)的纤维强化树脂(东丽制CM1011G30)
[0134] 树脂R17:没有配合进具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)的非强化树脂(东丽制CM1021)
[0135] (制造方法P1)
[0136] 按照表1所示配合组成将各成分混合,在氮气流下使用螺杆直径65mm、螺杆为2条螺纹的2根螺杆的、L/D=31.5的同方向旋转完全啮合型双轴挤出机(日本制所社制、TEX-65αII),在料筒温度230℃、螺杆转速220rpm、挤出量300kg/h下进行熔融混炼,从排出口(L/D=31.5)排出股绳状的熔融树脂。此时的螺杆构造为,从L/D=10的位置以Lk/D=4.0的量连接有捏合盘前端侧的顶部和其后面侧的顶部之间的角度即螺旋角度θ在螺杆的半旋转方向上是20°的扭转捏合盘,形成能够一边伸张流动一边熔融混炼的区(伸张流动区)。进而,在伸张流动区的下游侧设置有L/D=0.5的逆螺杆区。伸张流动区的合计长度相对于螺杆全长的比例(%)通过(伸张流动区的合计长度)÷(螺杆全长)×100计算,为13%。此外,从扭转捏合盘跟前的压力差(ΔP)减去伸张流动区内的压力差(ΔP0)求出伸张流动区前后的流入效果压力下降,结果为150kg/cm2(14.7MPa)。进而从L/D=16和21的位置分别以Lm/D=
4.0的量连接一条螺纹、螺杆螺距0.25D且豁口数为每一螺距有12个的豁口型混合螺杆,形成2处混合区。混合区的合计长度相对于螺杆全长的比例(%)通过(混合区的合计长度)÷(螺杆全长)×100计算,为25%。此外,构成混合区的豁口型混合螺杆中,螺纹旋转方向与螺杆轴的旋转方向反方向旋转的螺杆的比例(%)为75%。排气真空区设置在L/D=27的位置,以计示压力-0.1MPa进行挥发成分的除去。将从模头通过、从4mmφ×23孔排出的熔融树脂拉成股绳状,从冷却浴通过、冷却,用造粒机一边拉取一边裁断,就得到了树脂R1的颗粒状的样品。
[0137] (制造方法P2)
[0138] 以表1所示的配合组成来混合各成分,进行氮气流通(nitrogen flow)的同时,使用螺杆直径为65mm、螺杆为2条螺纹的2根螺杆的L/D=35的同方向旋转完全啮合型双轴挤出机(日本制钢所制,TEX-65αII),以表1所示的料筒温度、螺杆转速220rpm、挤出量300kg/h进行熔融混炼,从排出口(L/D=35)排出股绳状的熔融树脂。此时的螺杆构造为,从L/D=7、16、25的位置开始设置有3处捏合区,各捏合区的长度Lk/D依次设为Lk/D=3.0、3.0、3.0。在进而各捏合区的下游侧设置有逆螺杆区,各逆螺杆区的长度Lr/D依次为Lr/D=0.5、0.5、
0.5。此外,所述捏合区的合计长度相对于螺杆全长的比例(%)通过(捏合区的合计长度)÷(螺杆全长)×100计算,为26%。排气真空区设置在L/D=30的位置,在计示压力-0.1MPa下进行挥发成分的除去。将从模头通过、从4mmφ×23孔排出来的熔融树脂拉成股绳状,使其从冷却浴通过、冷却,通过造粒机一边拉取一边裁断,就得到了树脂R2~R6的颗粒状样品。
[0139] (制造方法P3)
[0140] 按照表2所示配合组成将各成分混合,在氮气流下使用螺杆直径65mm、螺杆为2条螺纹的2根螺杆的、L/D=45的同方向旋转完全啮合型双轴挤出机(日本制钢所社制、TEX-65αII),在料筒温度230℃、螺杆转速350rpm、挤出量200kg/h下进行熔融混炼,从排出口(L/D=45)排出股绳状的熔融树脂。此时的螺杆构造为,从L/D=10的位置以Lk/D=4.0的量连接捏合盘前端侧的顶部和其后面侧的顶部之间的角度即螺旋角度θ在螺杆的半旋转方向上是20°的扭转捏合盘,形成一边伸张流动一边熔融混炼的区(伸张流动区)。进而,在伸张流动区的下游侧设置有L/D=0.5的逆螺杆区。伸张流动区的合计长度相对于螺杆全长的比例(%)通过(伸张流动区的合计长度)÷(螺杆全长)×100计算,为9%。此外,通过从扭转捏合盘跟前的压力差(ΔP)减去伸张流动区内的压力差(ΔP0),求出伸张流动区前后的流入效果压力下降,结果为150kg/cm2(14.7MPa)。进而从L/D=16和21的位置,分别以Lm/D=4.0的量连接一条螺纹、螺距为0.25D而且豁口数为每1螺距有12个的豁口型混合螺杆,形成2处混合区。混合区的合计长度相对于螺杆全长的比例(%),通过(混合区的合计长度)÷(螺杆全长)×100来算出,为18%。另外构成混合区的豁口型混合螺杆中,螺纹旋转方向与螺杆轴的旋转方向反方向的螺杆的比例(%)为75%。进而,在L/D=35的位置设置有Lk/D=3.0的捏合区,在其下游侧设置有Lr/D=0.5的逆螺杆区。在L/D=33的位置设置有侧进料口,依照表
2将纤维状无机填充材料(C)以外的原料从挤出机根部(L/D=1的位置)投入,将纤维状无机填充材料(C)从挤出机的中途(L/D=33的位置)投入。排气真空区设置在L/D=40的位置,以计示压力-0.1MPa进行挥发成分的除去。将从模头通过、从4mmφ×23孔排出的熔融树脂拉成股绳状,从冷却浴通过、冷却,用造粒机一边拉取一边裁断,就得到了树脂R7的颗粒状的样品。
[0141] (制造方法P4)
[0142] 按照表2所示配合组成将各成分混合,在氮气流下使用螺杆径65mm、螺杆为2条螺纹的2根螺杆、L/D=35的同方向旋转完全啮合型双轴挤出机(日本制钢所社制、TEX-65αII),在表2所示料筒温度、螺杆转速200rpm、挤出量300kg/h下进行熔融混炼,从排出口(L/D=35)排出股绳状的熔融树脂。此时的螺杆构造为,分别从L/D=7、16、25的位置开始设置3处捏合区,各捏合区的长度Lk/D依次为Lk/D=3.0、3.0、3.0。进而在各捏合区的下游侧设置有逆螺杆区,各逆螺杆区的长度Lr/D依次设定为Lr/D=0.5、0.5、0.5。此外,所述捏合区的合计长度相对于螺杆全长的比例(%)通过(捏合区的合计长度)÷(螺杆全长)×100计算,为26%。进而在L/D=23的位置设置有侧进料口,依照表2将纤维状无机填充材料(C)以外的原料从挤出机根部(L/D=1的位置)投入,将纤维状无机填充材料(C)从挤出机中途(L/D=23的位置)投入。排气真空区设置在L/D=30的位置,以计示压力-0.1MPa进行挥发成分的除去。将从模头通过、从4mmφ×23孔排出的熔融树脂拉成股绳状,从冷却浴通过、冷却,用造粒机一边拉取一边裁断,就得到了树脂R8~R15、R18的颗粒状的样品。
[0143] 树脂R1~R15、R18
[0144] 将由上述制造方法得到的颗粒真空干燥后,使用注射成型机得到了规定的特性评价用试片。对得到的试片用上述方法测定刚性(弯曲弹性模量)、带缺口的简支梁冲击强度(Charpy impact test)、分散相(B)中微粒的比例。结果如表1~2所示。再者,在形态观察中都能够确认到,聚酰胺树脂形成连续相(A)、具有反应性官能团的橡胶质聚合物形成分散相(B)。此外,针对将树脂R1通过住友重机械工业(株)制SE30D成型出的JIS-5A哑铃,使用オートグラフAG100kNG(岛津制作所制)进行拉伸试验,结果,如果将拉伸速度V1、V2时的拉伸弹性模量记为E(V1)、E(V2),则在V1<V2时E(V1)>E(V2)。再者,拉伸试验是在夹头间距50mm、拉伸速度为100mm/min、500mm/min、1000mm/min这3条件下进行的。
[0145] 实施例1~16
[0146] 在将由上述制造方法得到的颗粒(树脂R1~R15)真空干燥后,使用注射成型机得到了具有表3~4所示最小厚度的80mm×80mm方板状的成型体(D1)和成型体(D2)。将表3~4所示成型体(D1)和成型体(D2)叠放配置,制作冲击吸收部件。使配置所述成型体(D1)的那侧为接受冲击力侧,使配置成型体(D2)的那侧为相反侧,通过前述方法进行高速落锤冲击试验,评价冲击吸收性-1。结果如表3~4所示。这里得到的冲击吸收部件,冲击吸收性和刚性优异,能够以较短的变形量吸收外部作用的冲击能,所以实用价值高。
[0147] 实施例17~20
[0148] 除了将表4所示的成型体(D1)和成型体(D2)进行2色成型(double mould)以外,与实施例2同样地制作冲击吸收部件,评价冲击吸收性-1。结果如表4所示。这里得到的冲击吸收部件的冲击吸收性和刚性优异,能够以较短的变形量吸收外部作用的冲击能,所以实用价值高。
[0149] 实施例21~23
[0150] 将由上述制造方法得到的颗粒(R1、R8、R12、R18)真空干燥后,使用注射成型机得到了在具有表5所示最小厚度的80mm×80mm方板上设置有肋条(厚2mm、高10mm、肋距10mm×10mm)的带肋条的成型体(D1)、和具有表5所示最小厚度的80mm×80mm方板状的成型体(D2)。将表5所示带肋条的成型体(D1)和成型体(D2)叠放配置,制作冲击吸收部件。使配置所述带肋条的成型体(D1)的那侧为接受冲击力侧,使配置方板状的成型体(D2)的那侧为相反侧,通过前述方法进行高速落锤冲击试验,评价冲击吸收性-2。结果如表5所示。这里得到的冲击吸收部件,冲击吸收性优异,能够以较短的变形量吸收外部作用的冲击能,所以实用价值高。
[0151] 实施例24~25
[0152] 使用由上述制造方法得到的颗粒(R1、R3、R8、R10),将表5所示带肋条的成型体(D1)和方板状的成型体(D2)进行2色成型,除此以外,与实施例21同样制作冲击吸收部件,评价冲击吸收性-2。结果如表5所示。这里得到的冲击吸收部件的冲击吸收性优异,能够以较短的变形量吸收外部作用的冲击能,所以实用价值高。
[0153] 比较例1
[0154] 除了如表6所示单独使用成型体(D2)以外,与实施例2同样地制作冲击吸收部件,评价冲击吸收性。结果如表6所示。这里得到的冲击吸收部件,在进行上述高速落锤冲击试验时变形量过大,被击穿破坏,所以不能说是作为冲击吸收部件是充分的。
[0155] 比较例2
[0156] 除如表6所示单独使用成型体(D1)以外,与实施例2同样地制作冲击吸收部件,评价冲击吸收性。结果如表6所示。对这里得到的冲击吸收部件进行上述高速落锤冲击试验,结果有破裂产生。此外,该部件在受到冲击时容易有尖锐边角的碎片飞散,在作为装纳流体的容器等使用的情况,内容物容易泄露,所以不能说是作为冲击吸收部件是充分的。
[0157] 比较例3~4
[0158] 除了使配置表6所示成型体(D2)的那侧作为接受冲击力侧以外,与实施例2同样地制作了冲击吸收部件,评价冲击吸收性。结果如表6所示。对这里得到的冲击吸收部件进行上述高速落锤冲击试验,结果配置在接受冲击力侧的成型体(D2)被击穿破坏,相反侧的成型体(D1)产生破裂。此外,这些部件在受到冲击时容易有尖锐边角的碎片飞散,在作为装纳流体的容器等使用的情况,内容物容易泄露,所以不能说是作为冲击吸收部件是充分的。
[0159] 比较例5
[0160] 除了将由没有配合进具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)的纤维强化树脂R16(东丽制CM1011G30)成型而得的表6所示成型体(D1)配置在接受冲击力侧以外,与实施例2同样地制作冲击吸收部件,评价冲击吸收性。结果如表6所示。对这里得到的冲击吸收部件进行上述高速落锤冲击试验,结果配置在接受冲击力侧的由纤维强化树脂R16成型而得的成型体(D1)被破坏,相反侧的成型体(D2)被击穿破坏。此外,该部件在受到冲击时容易有尖锐边角的碎片飞散,在作为装纳流体的容器等使用的情况,内容物容易泄露,所以不能说是作为冲击吸收部件是充分的。
[0161] 比较例6
[0162] 使用由没有配合进具有反应性官能团的橡胶质聚合物(B)的非强化树脂R17(东丽制CM1021)成型而得的表6所示成型体(D2)、和表5所示成型体(D1),除此以外,与实施例2同样地制作冲击吸收部件,评价冲击吸收性。结果如表6所示。对这里得到的冲击吸收部件进行上述高速落锤冲击试验,结果配置在接受冲击力侧的成型体(D1)产生破裂,在相反侧的由非强化树脂R17成型而得的成型体发生脆性破坏。此外,该部件在受到冲击时容易有尖锐边角的碎片飞散,在作为装纳流体的容器等使用的情况,内容物容易泄露,所以不能说是作为冲击吸收部件是充分的。
[0163]
[0164]
[0165]
[0166]
[0167] 表5
[0168]
[0169]
[0170] 附图标记说明
[0171] 1    冲击力
[0172] 2    受冲击面
[0173] 3    相反面
[0174] 4、4a   成型体(D1)
[0175] 5、5a   成型体(D2)
[0176] 6    豁口
[0177] 7    螺杆螺距
[0178] 8    螺杆螺纹
[0179] 9    混合螺杆
[0180] 10、10a  冲击吸收部件
[0181] 11  接受冲击力侧
[0182] 12  相反侧
[0183] 13  螺丝
[0184] 14   螺丝孔
[0185] d1   成型体(D1)的最小厚度
[0186] d2   成型体(D2)的最小厚度
[0187] D    螺杆直径
QQ群二维码
意见反馈