(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-08-12
(45)【発行日】2022-08-22
(54)【発明の名称】繊維強化樹脂用芯鞘複合糸及びこれを使用した繊維強化樹脂
(51)【国際特許分類】
D02G 3/38 20060101AFI20220815BHJP
B29B 11/16 20060101ALI20220815BHJP
D02G 3/04 20060101ALI20220815BHJP
D02G 3/44 20060101ALI20220815BHJP
【ＦＩ】
D02G3/38
B29B11/16
D02G3/04
D02G3/44
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2019529095
(86)(22)【出願日】2018-07-05
(86)【国際出願番号】 JP2018025499
(87)【国際公開番号】W WO2019013091
(87)【国際公開日】2019-01-17
【審査請求日】2021-06-02
(31)【優先権主張番号】P 2017134852
(32)【優先日】2017-07-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001096
【氏名又は名称】倉敷紡績株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000040
【氏名又は名称】特許業務法人池内アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】粕谷 明
(72)【発明者】
【氏名】横田 博
【審査官】斎藤 克也
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１４／０９７６６６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１７／０３８４４５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００８－２４０１９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０５５８５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００９／１３１１４９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｂ １１／１６
Ｂ２９Ｂ １５／０８ － １５／１４
Ｃ０８Ｊ ５／０４ － ５／１０
Ｃ０８Ｊ ５／２４
Ｄ０２Ｇ １／００ － ３／４８
Ｄ０２Ｊ １／００ － １３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
芯糸と被覆糸を含む繊維強化樹脂用芯鞘複合糸であって、前記芯糸は強度：１４ｃＮ／decitex以上、弾性率：３００ｃＮ／decitex以上のスーパー繊維糸であり、
前記被覆糸は炭素繊維糸、ガラス繊維糸、アラミド繊維糸及び高強度ポリエチレン繊維糸から選ばれる少なくとも一つであり、
前記被覆糸は、少なくとも１本の長繊維糸で前記芯糸の周囲を巻回被覆しており、
前記被覆糸の外側にさらに保護糸が撚られており、前記保護糸はポリエステル糸、ナイロン糸、ポリプロピレン糸及び前記スーパー繊維糸から選ばれる少なくとも一つの繊維糸であることを特徴とする繊維強化樹脂用芯鞘複合糸。
【請求項2】
前記被覆糸は、巻回方向の異なる少なくも２本の糸で芯糸の周囲を巻回被覆している請求項１に記載の繊維強化樹脂用芯鞘複合糸。
【請求項3】
前記スーパー繊維糸は、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリ（ｐ－フェニレンベンゾビスオキザール）（ＰＢＯ）繊維、ポリ（ｐ－フェニレンベンゾビスチアゾール）（ＰＢＺＴ）繊維、ポリエチレン繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維及びポリビニルアルコール繊維から選ばれる少なくとも一つの繊維糸である請求項１又は２に記載の繊維強化樹脂用芯鞘複合糸。
【請求項4】
前記芯糸は１本又は複数本である請求項１～３のいずれかに記載の繊維強化樹脂用芯鞘複合糸。
【請求項5】
前記芯糸に対する被覆糸１本あたりの巻き付け数は１００～１５００回／ｍである請求項１～４のいずれかに記載の繊維強化樹脂用芯鞘複合糸。
【請求項6】
請求項１～５のいずれかに記載の芯鞘複合糸を含む繊維強化樹脂用であって、前記芯鞘複合糸をマトリックス樹脂と一体成形するか、又は前記芯鞘複合糸を含む繊維構造物をマトリックス樹脂と一体成形したことにより、衝撃エネルギー吸収性を有することを特徴とする繊維強化樹脂。
【請求項7】
前記繊維構造物が、前記芯鞘複合糸を一方向に揃えたスダレ状基材、前記芯鞘複合糸を緯糸及び経糸から選ばれる少なくとも一方の糸とした織物、前記芯鞘複合糸を含む編物、前記芯鞘複合糸を含む組物及び前記芯鞘複合糸を含む多軸挿入たて編物から選ばれる少なくとも一つである請求項６に記載の繊維強化樹脂。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、衝撃エネルギー吸収性を有する繊維強化樹脂用芯鞘複合糸及びこれを使用した繊維強化樹脂に関する。
【背景技術】
【0002】
近年の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）は高強度繊維で熱硬化プラスチック材料を補強したＦＲＰは、軽量で高強度、高弾性率という特徴を持ち、鉄やアルミニウムの代替材料として期待されてきた。この特徴を生かし航空機や自動車の材料として使用されてきている。これとは別に金属代替を目指すよりも軽量性に着目し、長さ５ｃｍ程度にカットしたガラス繊維束を一定目付になるようにランダムに配置させたマット材にポリエステル樹脂を含浸させた基材であるＳＭＣ(Sheet Molding Compound)があり、ＳＭＣを金型に入れ加熱プレスすることで成形するものもある。この例としてはバスタブがある。この場合は不連続繊維なので形状の自由度を特徴としている。これらのＦＲＰは高強度、高弾性率、軽量性といった特徴を生かしたものだが、許容以上の過大な荷重が作用すると脆性的に破壊するという問題がある。これに比べて金属では延性変形域が存在し、脆性的な破壊の前に変形域が存在する。このような衝撃エネルギーの問題を解決するため、特許文献１にはＦＲＰの内層と外層の伸度を特定な関係とする提案がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平０９－２２６０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、前記従来技術は、衝撃エネルギーの問題を解決するにはいまだ不十分であり、さらなる改善が求められていた。
【0005】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、衝撃エネルギー吸収性の高い繊維強化樹脂用芯鞘複合糸及びこれを使用した繊維強化樹脂を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の繊維強化樹脂用芯鞘複合糸は、芯糸と被覆糸を含む繊維強化樹脂用芯鞘複合糸であって、前記芯糸は強度：１４ｃＮ／decitex以上、弾性率：３００ｃＮ／decitex以上のスーパー繊維糸であり、前記被覆糸は炭素繊維糸、ガラス繊維糸、アラミド繊維糸及び高強度ポリエチレン繊維糸から選ばれる少なくとも一つであり、前記被覆糸は、少なくとも１本の長繊維糸で前記芯糸の周囲を巻回被覆しており、前記被覆糸の外側にさらに保護糸が撚られており、前記保護糸はポリエステル糸、ナイロン糸、ポリプロピレン糸及び前記スーパー繊維糸から選ばれる少なくとも一つの繊維糸であることを特徴とする。
【0007】
本発明の繊維強化樹脂は、前記の芯鞘複合糸を含む繊維強化樹脂であって、前記芯鞘複合糸をマトリックス樹脂と一体成形するか、又は前記芯鞘複合糸を含む繊維構造物をマトリックス樹脂と一体成形したことにより、衝撃エネルギー吸収性を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明の芯鞘複合糸は、芯糸と被覆糸を含み、衝撃エネルギー吸収材料に使用する芯鞘複合糸であって、前記芯糸は強度：１４ｃＮ／decitex以上、弾性率：３００ｃＮ／decitex以上のスーパー繊維糸であり、前記被覆糸は炭素繊維糸、ガラス繊維糸、アラミド繊維糸及び高強度ポリエチレン繊維糸から選ばれる少なくとも一つであり、前記被覆糸は、少なくとも１本の長繊維糸で前記芯糸の周囲を巻回被覆していることにより、マトリックス樹脂と一体成形して強化基材とすれば、衝撃エネルギーが加わったときに芯糸が破断しても鞘糸がコイルのように変形することで延伸変形でき、衝撃エネルギー吸収性の高い繊維強化樹脂用芯鞘複合糸及びこれを使用した繊維強化樹脂を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明者は、ＦＲＰを構成する強化繊維に破断後もエネルギーを吸収できるような構造を持たせれば良いと考えた。またＦＲＰ内部でらせん状の複合糸が破断せずに伸びることでエネルギーを吸収できれば、脆性的な構造物にＦＲＰを貼り付けることで衝撃エネルギーによる脆性破壊を防げると考えた。それには、従来のＦＲＰの強化繊維のように直線的に用いるだけでなく、屈曲させることが必要である。これらの構造を実現させるため、芯糸の周囲に高強度繊維をコイル状に巻き付けた構造を着想した。これを実現させる手段として従来からあるカバリングマシンを利用することにした。糸の構造を図１に示す。このような構造の糸（芯鞘複合糸）を用いて平面を構成したものを強化基材とすれば、衝撃エネルギーが加わったときに芯糸が破断しても鞘糸がコイルのように変形することで延伸変形できると考えた。このような変形を実現させるため、マトリックス樹脂には衝撃エネルギーにより脆性破壊することのなく変形できる弾性系樹脂を用いることも有効である。非弾性系樹脂の場合は、鞘糸が樹脂の脆性破壊時に一緒に破壊してコイルが伸びるという効果が得られないと考えられる。芯糸には目的により選定することができる。つまり衝撃荷重が最大になるまでの衝撃エネルギー吸収も効果的にするには有機繊維を選択すれば良い。最大荷重までは芯糸が働くからである。これとは違って、最大荷重後の亀裂進展時の衝撃エネルギーの吸収のみを得るには芯糸は強度の低い糸でよい。例えばナイロン、ポリエステル、ポリプロピレンなどの汎用化学繊維である。またこのような糸を用いて基材を形成するには織物構造が良い。織物構造により衝撃エネルギーを吸収できるからである。
【0011】
本発明の芯鞘複合糸の芯糸は、強度：１４ｃＮ／decitex以上、弾性率：３００ｃＮ／decitex以上のスーパー繊維糸を用いる。さらに好ましくは、強度：１８ｃＮ／decitex以上、弾性率：３８０ｃＮ／decitex以上のスーパー繊維糸とする。また、被覆糸は炭素繊維糸、ガラス繊維糸、アラミド繊維糸又は高強度ポリエチレン繊維糸であり、少なくとも１本の糸で芯糸の周囲を巻回被覆している。なお、１本の被覆糸により巻回被覆では複合糸に捩れが生じ、取扱い性が低下するため、好ましくは、巻回方向の異なる少なくも２本の糸で芯糸の周囲を被覆する。このような被覆糸をＷカバリング糸ともいう。芯糸の好ましい繊度は１０～２０００ｔｅｘである。また被覆糸の好ましい繊度は、巻回性すなわちコイル状に巻き付けやすさを鑑みれば５～１００ｔｅｘである。
【0012】
前記芯糸のスーパー繊維糸は、アラミド繊維（パラ系アラミド繊維の強度：１９～２５ｃＮ／decitex、弾性率：３８０～９８０ｃＮ／decitex）、ポリアリレート繊維（強度：１８～２２ｃＮ／decitex、弾性率：６００～７４１ｃＮ／decitex）、ポリ（ｐ－フェニレンベンゾビスオキザール）（ＰＢＯ）繊維（強度：３７ｃＮ／decitex、弾性率：１０６０～２２００ｃＮ／decitex）、ポリ（ｐ－フェニレンベンゾビスチアゾール）（ＰＢＺＴ）繊維、ポリエチレン繊維（強度：２６～４０ｃＮ／decitex、弾性率：８８３～１４１３ｃＮ／decitex）、ポリエーテルエーテルケトン繊維及びポリビニルアルコール繊維から選ばれる少なくとも一つの繊維糸であるのが好ましい（強度及び弾性率の出典：「繊維の百科事典」５２２頁、丸善、平成１４年３月２５日発行）。とくにアラミド繊維は強度と弾性率が高く、マトリックス樹脂との接着性も良いことから好ましい。
【0013】
前記芯糸は１本又は複数本としてもよい。芯糸は必要な太さを保持するために複数本とするのが好ましい。芯糸は複数本引き揃えてもよいし、複数本撚り合わせてもよい。
【0014】
前記被覆糸の外側にさらに保護糸が付与されていてもよい。前記保護糸はポリエステル糸、ナイロン糸、ポリプロピレン糸及び前記スーパー繊維糸から選ばれる少なくとも一つの繊維糸であってもよく、またいわゆるスリットヤーンのようなものでカバリングするのでもよい。付与形態は通常巻きつけ又は引き揃えであるが、特に限定されるものではない。前記芯鞘複合糸の外側の被覆糸は炭素繊維糸、ガラス繊維糸、アラミド繊維糸又は高強度ポリエチレン繊維糸であるため、織物装置上で筬等を通過する際、摩擦により糸が破損する場合もあるので、前記保護糸により破損防止できる。
【0015】
前記芯糸に対する被覆糸の巻き付け数、すなわち被覆糸１本あたりの巻き付け数は、１００～１５００回／ｍであるのが好ましい。これにより好ましい強度及び衝撃エネルギー吸収ができる。
【0016】
本発明の衝撃エネルギー吸収材料性を有する繊維強化樹脂は、前記芯鞘複合糸をマトリックス樹脂と一体成形するか、又は前記芯鞘複合糸を含む繊維構造物をマトリックス樹脂と一体成形したものである。なお、コンクリート、プラスチック、金属などによる構造物の片面または両面に本発明による材料を接着させても良い。芯鞘複合糸をマトリックス樹脂と一体成形したものは、ロービング強化樹脂として、ゴルフシャフトや釣り竿等に適用することができる。前記芯鞘複合糸を含む繊維構造物をマトリックス樹脂と一体成形したものは、面状強化樹脂に適用することができる。前記繊維構造物は、前記芯鞘複合糸を一方向に揃えたスダレ状基材、前記芯鞘複合糸を緯糸及び経糸から選ばれる少なくとも一方の糸とした織物、前記芯鞘複合糸を含む編物、前記芯鞘複合糸を含む組物及び前記芯鞘複合糸を含む多軸挿入たて編物から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。一例として、前記芯鞘複合糸を織物の緯糸及び経糸から選ばれる少なくとも一方の糸とし、前記織物はマトリックス樹脂と一体成形されている。織物を使用する理由は、タテ及びヨコ方向の寸法安定性が良いからである。織物の緯糸又は経糸に前記芯鞘複合糸を使用すれば、その方向の衝撃エネルギーを吸収できる。緯糸及び経糸の双方に使用した場合は、タテ及びヨコ方向の衝撃エネルギーを吸収できる。
【0017】
マトリックス樹脂は、通常のＦＲＰに使用される樹脂であればどのようなものでもよく、例えばエポキシ樹脂がある。エポキシ樹脂の中でも弾性樹脂が好ましく、さらに好ましくは柔軟性のあるゴム変性エポキシ樹脂（例えばＤＩＣ社製、商品名”ＴＳＲ－９３０”）、高耐久性・柔軟強靭エポキシ樹脂（例えばＤＩＣ社製、商品名”ＥＸＡ－４８１６”）である。
【0018】
以下図面を用いて説明する。以下の図面において同一符号は同一物を示す。図１は本発明の一実施形態の芯鞘複合糸１の模式的斜視図である。この芯鞘複合糸１は、芯糸２と被覆糸３，４で構成される。芯糸２は強度：１４ｃＮ／decitex以上、弾性率：３００ｃＮ／decitex以上のスーパー繊維糸であり、被覆糸３，４は炭素繊維糸又はガラス繊維糸であり、被覆糸３，４は、巻回方向の異なる少なくも２本の糸で芯糸２の周囲を被覆している。被覆の程度は、被覆糸３，４により、芯糸２が見えない程度が好ましい。
【0019】
図２は同、芯鞘複合糸を緯糸に使用した織物５の模式的斜視図である。この織物は経糸６と緯糸７で構成され、前記芯鞘複合糸は緯糸７に配置されている。経糸６は通常のポリエステル糸又はナイロン糸等の合成繊維糸である。
【0020】
図３Ａは同、複数枚積層した織物５の模式的斜視図、図３Ｂは同、複数枚積層した織物５とマトリックス樹脂８を一体化した繊維強化樹脂シートの模式的斜視図である。この例においては、マトリックス樹脂８は弾性樹脂を使用した。
【0021】
【0022】
図４は同、衝撃エネルギーの吸収量を測定するパンクチャ―衝撃試験装置１０の模式的説明である。この装置は基台９の上にサンプル１２を載せ、さらにホルダー１１を載せてサンプル１２を固定し、上からインパクタ―１４を取り付けたロードセル１３を落下させ、サンプル１２に衝撃を与えて衝撃荷重と変位から衝撃エネルギーの吸収量を分析する。この試験方法は、衝撃エネルギーの吸収量を測定する試験方法としてＪＩＳ Ｋ７２１１－２ 硬質プラスチックのパンクチャー衝撃試験方法に従った。
（１）材料のエネルギー吸収値としてパンクチャーエネルギー（Ｊ）を用いた。
（２）試験機：ＩＭＡＴＥＫ 社製ＩＭ１０Ｔ－２０ＨＶ
（３）サンプル大きさ：６０ｍｍ×６０ｍｍ
（４）ストライカー：φ１０ｍｍ 半円球
（５）高さ：１ｍ
（６）衝撃速度：４．４ｍ／ｓｅｃ
（７）衝撃エネルギー：９１Ｊ
上記の条件により、本件のサンプルはすべて貫通させることができた。
（１）材料のエネルギー吸収値としてパンクチャーエネルギー（Ｊ）を用いた。
（２）試験機：ＩＭＡＴＥＫ 社製ＩＭ１０Ｔ－２０ＨＶ
（３）サンプル大きさ：６０ｍｍ×６０ｍｍ
（４）ストライカー：φ１０ｍｍ 半円球
（５）高さ：１ｍ
（６）衝撃速度：４．４ｍ／ｓｅｃ
（７）衝撃エネルギー：９１Ｊ
上記の条件により、本件のサンプルはすべて貫通させることができた。
【0023】
図５は同、パンクチャ―衝撃試験測定データのグラフの説明図である。図５の衝撃荷重－変位のグラフにおいて、パンクチャーエネルギーはグラフの立ち上がり線から下降線の最大荷重の１／２までの面積である。最大荷重までの面積を最大荷重までのエネルギー１５とする。最大荷重から最大荷重の１／２までの変位の面積を亀裂進展エネルギー１６とする。パンクチャーエネルギー（１５＋１６）に占める亀裂進展エネルギー（１６）の割合（％）で比較した。詳しくは実施例、比較例で説明する。
【実施例】
【0024】
以下実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
芯糸として繊度１６７ｔｅｘのパラ系アラミド繊維糸（東レ・デュポン社製、商品名"ケブラー"）を使用し、下糸被覆糸として繊度６６ｔｅｘの炭素繊維糸を芯糸の周囲にＺ方向に６００回／ｍの割合で巻回させ、次に上糸被覆糸として繊度６６ｔｅｘの炭素繊維糸を芯糸の周囲にＳ方向に６００回／ｍの割合で巻回させ、トータル繊度３７８．６ｔｅｘの芯鞘複合糸を得た（図１）。この芯鞘複合糸を緯糸にし、経糸にポリエステル(PET)３３３ｔｅｘのマルチフィラメント糸を使用して単位面積当たりの質量（目付）７７６．５ｇ／ｍ2の平織物を得た（図２）。この織物はタテ４０ｃｍ，ヨコ２０ｃｍであった。この織物４枚を、芯鞘複合糸を基準に０°／９０°／９０°／０°となるように方向を異ならせてクロスプライ積層した（図３Ａ）。次いで、ゴム変性エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、商品名”ＴＳＲ－９３０”）を主剤とし、硬化剤にＤＩＣ社製、商品名"ＷＨ－４２０"を用いて成形板を作製した（図３Ｂ,以下「CF-AF-930」ともいう。）。得られた成形板の中心部の厚さ６．２ｍｍ、単位面積当たりの質量（目付）６９３９．３ｇ／ｍ2であった。得られた成形板の中心部を図４に示すパンクチャ―衝撃試験をしたところ、図６のグラフのようになり、次のデータが得られた。
（１）パンクチャーエネルギー：２８．８８Ｊ
（２）パンクチャー変位：１３．４７ｍｍ
（３）ピークエネルギー：８．２７Ｊ
（４）ピーク変位：５．０９ｍｍ
（５）亀裂進展エネルギー：２０．６１Ｊ
（６）［亀裂進展エネルギー／パンクチャーエネルギー］×１００＝７１．４％
（実施例１）
芯糸として繊度１６７ｔｅｘのパラ系アラミド繊維糸（東レ・デュポン社製、商品名"ケブラー"）を使用し、下糸被覆糸として繊度６６ｔｅｘの炭素繊維糸を芯糸の周囲にＺ方向に６００回／ｍの割合で巻回させ、次に上糸被覆糸として繊度６６ｔｅｘの炭素繊維糸を芯糸の周囲にＳ方向に６００回／ｍの割合で巻回させ、トータル繊度３７８．６ｔｅｘの芯鞘複合糸を得た（図１）。この芯鞘複合糸を緯糸にし、経糸にポリエステル(PET)３３３ｔｅｘのマルチフィラメント糸を使用して単位面積当たりの質量（目付）７７６．５ｇ／ｍ2の平織物を得た（図２）。この織物はタテ４０ｃｍ，ヨコ２０ｃｍであった。この織物４枚を、芯鞘複合糸を基準に０°／９０°／９０°／０°となるように方向を異ならせてクロスプライ積層した（図３Ａ）。次いで、ゴム変性エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、商品名”ＴＳＲ－９３０”）を主剤とし、硬化剤にＤＩＣ社製、商品名"ＷＨ－４２０"を用いて成形板を作製した（図３Ｂ,以下「CF-AF-930」ともいう。）。得られた成形板の中心部の厚さ６．２ｍｍ、単位面積当たりの質量（目付）６９３９．３ｇ／ｍ2であった。得られた成形板の中心部を図４に示すパンクチャ―衝撃試験をしたところ、図６のグラフのようになり、次のデータが得られた。
（１）パンクチャーエネルギー：２８．８８Ｊ
（２）パンクチャー変位：１３．４７ｍｍ
（３）ピークエネルギー：８．２７Ｊ
（４）ピーク変位：５．０９ｍｍ
（５）亀裂進展エネルギー：２０．６１Ｊ
（６）［亀裂進展エネルギー／パンクチャーエネルギー］×１００＝７１．４％
【0025】
（実施例２）
芯糸として繊度１６７ｔｅｘのパラ系アラミド繊維糸（東レ・デュポン社製、商品名"ケブラー"）を使用し、下糸被覆糸として繊度３３ｔｅｘのガラス繊維糸を芯糸の周囲にＺ方向に８００回／ｍの割合で巻回させ、次に上糸被覆糸として繊度６６ｔｅｘのガラス繊維糸を芯糸の周囲にＳ方向に８００回／ｍの割合で巻回させ、トータル繊度２８８．６ｔｅｘの芯鞘複合糸を得た（図１）。この芯鞘複合糸を緯糸にし、経糸にポリエステル(PET)３３３ｔｅｘのマルチフィラメント糸を使用して単位面積当たりの質量（目付）９９９．６ｇ／ｍ2の平織物を得た（図２）。この織物を実施例１と同様に積層し、ゴム変性エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、商品名”ＴＳＲ－９３０”）を主剤とし、硬化剤にＤＩＣ社製、商品名"ＷＨ－４２０"を用いて成形板を作製した（図３Ｂ,以下「GF-AF-930」ともいう。）。得られた成形板の中心部の厚さ７．０ｍｍ、単位面積当たりの質量（目付）８３０１．９ｇ／ｍ2であった。得られた成形板の中心部を図４に示すパンクチャ―衝撃試験をしたところ、図７のグラフのようになり、次のデータが得られた。
（１）パンクチャーエネルギー：４５．６４Ｊ
（２）パンクチャー変位：１４.９３ｍｍ
（３）ピークエネルギー：２０．１４Ｊ
（４）ピーク変位：６．８７ｍｍ
（５）亀裂進展エネルギー：２５．５０Ｊ
（６）［亀裂進展エネルギー／パンクチャーエネルギー］×１００＝５５．９０％
芯糸として繊度１６７ｔｅｘのパラ系アラミド繊維糸（東レ・デュポン社製、商品名"ケブラー"）を使用し、下糸被覆糸として繊度３３ｔｅｘのガラス繊維糸を芯糸の周囲にＺ方向に８００回／ｍの割合で巻回させ、次に上糸被覆糸として繊度６６ｔｅｘのガラス繊維糸を芯糸の周囲にＳ方向に８００回／ｍの割合で巻回させ、トータル繊度２８８．６ｔｅｘの芯鞘複合糸を得た（図１）。この芯鞘複合糸を緯糸にし、経糸にポリエステル(PET)３３３ｔｅｘのマルチフィラメント糸を使用して単位面積当たりの質量（目付）９９９．６ｇ／ｍ2の平織物を得た（図２）。この織物を実施例１と同様に積層し、ゴム変性エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、商品名”ＴＳＲ－９３０”）を主剤とし、硬化剤にＤＩＣ社製、商品名"ＷＨ－４２０"を用いて成形板を作製した（図３Ｂ,以下「GF-AF-930」ともいう。）。得られた成形板の中心部の厚さ７．０ｍｍ、単位面積当たりの質量（目付）８３０１．９ｇ／ｍ2であった。得られた成形板の中心部を図４に示すパンクチャ―衝撃試験をしたところ、図７のグラフのようになり、次のデータが得られた。
（１）パンクチャーエネルギー：４５．６４Ｊ
（２）パンクチャー変位：１４.９３ｍｍ
（３）ピークエネルギー：２０．１４Ｊ
（４）ピーク変位：６．８７ｍｍ
（５）亀裂進展エネルギー：２５．５０Ｊ
（６）［亀裂進展エネルギー／パンクチャーエネルギー］×１００＝５５．９０％
【0026】
（実施例３）
マトリックス樹脂をＤＩＣ社製エポキシ樹脂、商品名”ＥＸＡ－４８１６”を主剤とし、硬化剤にＤＩＣ社製、商品名"ＷＨ－６１９"を用いた以外は実施例２と同様に成形板を作製した（図３Ｂ,以下「GF-AF-4816」ともいう。）。得られた成形板の中心部の厚さ７．７ｍｍ、単位面積当たりの質量（目付）８７８０ｇ／ｍ2であった。得られた成形板の中心部を図４に示すパンクチャ―衝撃試験をしたところ、図８のグラフのようになり、次のデータが得られた。
（１）パンクチャーエネルギー：４６．９５Ｊ
（２）パンクチャー変位：８．６１ｍｍ
（３）ピークエネルギー：２７．０８Ｊ
（４）ピーク変位：５．１９ｍｍ
（５）亀裂進展エネルギー：１８．８７Ｊ
（６）［亀裂進展エネルギー／パンクチャーエネルギー］×１００＝４２．３０％
以上のデータを表１にまとめて示す。
マトリックス樹脂をＤＩＣ社製エポキシ樹脂、商品名”ＥＸＡ－４８１６”を主剤とし、硬化剤にＤＩＣ社製、商品名"ＷＨ－６１９"を用いた以外は実施例２と同様に成形板を作製した（図３Ｂ,以下「GF-AF-4816」ともいう。）。得られた成形板の中心部の厚さ７．７ｍｍ、単位面積当たりの質量（目付）８７８０ｇ／ｍ2であった。得られた成形板の中心部を図４に示すパンクチャ―衝撃試験をしたところ、図８のグラフのようになり、次のデータが得られた。
（１）パンクチャーエネルギー：４６．９５Ｊ
（２）パンクチャー変位：８．６１ｍｍ
（３）ピークエネルギー：２７．０８Ｊ
（４）ピーク変位：５．１９ｍｍ
（５）亀裂進展エネルギー：１８．８７Ｊ
（６）［亀裂進展エネルギー／パンクチャーエネルギー］×１００＝４２．３０％
以上のデータを表１にまとめて示す。
【0027】
【表1】
【0028】
（比較例１～５）
比較例１は、ステンレスＳＵＳ３０４、厚さ０．５ｍｍのパンクチャ―衝撃試験測定データのグラフを図９に示し、データを表２にまとめて示す。
比較例２は、アルミニウムＡ５０５２、厚さ１．５ｍｍのパンクチャ―衝撃試験測定データのグラフを図１０に示し、データを表２にまとめて示す。
比較例３は、市販のガラス繊維織物強化エポキシ樹脂成形品(GFRP)、厚さ２．５ｍｍのパンクチャ―衝撃試験測定データのグラフを図１１に示し、データを表２にまとめて示す。
比較例４は、市販の炭素繊維織物を中央に配置し、その両表面にパラ系アラミド織物をサンドイッチ状に積層した強化エポキシ樹脂成形品(CF-AFRP)、厚さ３．３ｍｍのパンクチャ―衝撃試験測定データのグラフを図１２に示し、データを表２にまとめて示す。
比較例５は、市販のガラス繊維織物を中央に配置し、その両表面にパラ系アラミド織物をサンドイッチ状に積層した強化エポキシ樹脂成形品(GF-AFRP)、厚さ４．４ｍｍのパンクチャ―衝撃試験測定データのグラフを図１３に示し、データを表２にまとめて示す。
比較例１は、ステンレスＳＵＳ３０４、厚さ０．５ｍｍのパンクチャ―衝撃試験測定データのグラフを図９に示し、データを表２にまとめて示す。
比較例２は、アルミニウムＡ５０５２、厚さ１．５ｍｍのパンクチャ―衝撃試験測定データのグラフを図１０に示し、データを表２にまとめて示す。
比較例３は、市販のガラス繊維織物強化エポキシ樹脂成形品(GFRP)、厚さ２．５ｍｍのパンクチャ―衝撃試験測定データのグラフを図１１に示し、データを表２にまとめて示す。
比較例４は、市販の炭素繊維織物を中央に配置し、その両表面にパラ系アラミド織物をサンドイッチ状に積層した強化エポキシ樹脂成形品(CF-AFRP)、厚さ３．３ｍｍのパンクチャ―衝撃試験測定データのグラフを図１２に示し、データを表２にまとめて示す。
比較例５は、市販のガラス繊維織物を中央に配置し、その両表面にパラ系アラミド織物をサンドイッチ状に積層した強化エポキシ樹脂成形品(GF-AFRP)、厚さ４．４ｍｍのパンクチャ―衝撃試験測定データのグラフを図１３に示し、データを表２にまとめて示す。
【0029】
【表2】
【0030】
【産業上の利用可能性】
【0031】
本発明の繊維強化樹脂用芯鞘複合糸及びこれを使用した繊維強化樹脂は、破壊開始後のエネルギー吸収比率が高いことから、自動車や乗り物の衝撃吸収材、高速道路の衝撃緩和装置、各種防爆シート等に適用できる。
【符号の説明】
【0032】
１ 芯鞘複合糸
２ 芯糸
３,４ 被覆糸
５ 織物
６ 経糸
７ 緯糸
８ マトリックス樹脂
９ 基台
１０ パンクチャ―衝撃試験装置
１１ ホルダー
１２ サンプル
１３ ロードセル
１４ インパクター
１５ 最大荷重までの面積を最大荷重までのエネルギー
１６ 最大荷重から最大荷重の１／２までの亀裂進展エネルギー
１８，１９ 保護糸
２０ 保護糸を巻き付けた芯鞘複合糸
２ 芯糸
３,４ 被覆糸
５ 織物
６ 経糸
７ 緯糸
８ マトリックス樹脂
９ 基台
１０ パンクチャ―衝撃試験装置
１１ ホルダー
１２ サンプル
１３ ロードセル
１４ インパクター
１５ 最大荷重までの面積を最大荷重までのエネルギー
１６ 最大荷重から最大荷重の１／２までの亀裂進展エネルギー
１８，１９ 保護糸
２０ 保護糸を巻き付けた芯鞘複合糸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】