人とくるまのテクノロジー展2016:最新の樹脂技術

旭化成、カネカ、住友化学、東レ、三井化学、三菱ケミカルHDなどの展示

2016/06/10

要 約

 「人とくるまのテクノロジー展2016横浜」(公益社団法人 自動車技術会主催)は、2016年5月25日から27日までパシフィコ横浜で開催された。出展企業は538社・1155小間で過去最大規模であり、来場者は約8.7万人と対前年に比べて若干の増加となり、大盛況の裡に閉幕した。

 各社が保有する多岐に渡る優れた材料・部品の技術事項が出展され、非常に見応えがあった。 PP、ABS樹脂、PMMAなどの汎用熱可塑性樹脂、PA、POM、PBT、PPSなどの各種エンプラなどの優れたグレードの紹介とそれを使用した各種部品が展示されていた。CFR(T)Pに関しても素材から応用製品まで幅広い出展があった。また、プラスチック関連技術では、加飾技術と異種材料の接合技術がアピールされていた。そして、自動運転に関する関心が深まっており、各種センサー、カメラの展示が非常に目に付いた。

 軽量化は、自動車分野の恒久的・最大のテーマである。プラスチックはその有力な担い手として今後も重要性を増すことを予感される展示会であった。本稿では、本展示会でのプラスチックメーカーおよび部品メーカーにおけるプラスチック関連の主な展示を紹介する。


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プラスチックメーカーなど:旭化成、カネカ、住友化学、東レ、三井化学、三菱ケミカルHDなど

旭化成ケミカルズ:超耐熱アクリル樹脂製内装部品とガラス繊維強化PA製シリンダーヘッドカバー

超耐熱PMMA製内装部品
超耐熱PMMA製内装部品
ガラス繊維強化PA製シリンダーヘッドカバー
ガラス繊維強化PA製シリンダーヘッドカバー

 超耐熱アクリル樹脂製内装部品を左写真に示す。超耐熱性アクリル樹脂の特徴は、
①一般グレードを超える高い耐熱性(荷重たわみ温度:108~118℃)(一般グレードは100℃)
②優れた耐候性・表面硬度
 用途例:テールランプ・フロントグリル等の光学部品。耐熱性の要求されるダッシュボード上部エリアでのメーターカバー・内装パネルなどである。

 ガラス繊維強化PA(ポリアミド)製シリンダーヘッドカバーを右写真に示す。近年、エンジンの小型化、ターボチージャーの設置などによりエンジンルーム内の温度が上昇している。強度、剛性に優れ、耐熱エージング性のGF強化(ガラス繊維)PAが採用されている。

 その他に各種PA66、各種POM(ポリアセタール)、各種m-PPE(変性ポリフェニレンエーテル)、PP(ポリプロピレン)系複合材料、テキスタイルコンポジットなどの紹介パネルと用途例を展示した。



イーストマンケミカルジャパン:遮音中間膜

PVBの遮音中間膜

PVBの遮音中間膜を利用した窓ガラス(左側)

 遮音中間膜(PVB:ポリビニルブチラール)を使用した窓ガラスを写真の左側に示す。

 自動車業界にとって、遮音性能は益々重要となっている。音声認識システム、カーナビおよび高性能オーディオの普及により、キャビン内の静粛性も重要となっている。同社のSaflexQシリーズは三層構造のPVB遮音中間膜で従来のウィンドシールドガラスよりキャビン内の 騒音を最高3dB(デシベル)軽減でき、更にサイドガラスにも適用することにより最高5dB軽減することができる。








エムスケミー・ジャパン:長繊維GF強化PA製部品

PA系LFT製Instrument  Panel Carrier

PA系LFT製Instrument Panel Carrier

 長繊維GF強化PA製Instrument Panel Carrierを右写真に示す。

 フロント周辺部品を支持するもので、衝突安全性に寄与する。従来は鉄を溶接したものであったが、高剛性・高強度の長繊維GF強化PAが代替材料に採用された。軽量化率は30%でトータルコストを50%低減した。その他に、各種PA系材料・部品を展示した。










カネカ:PC/PET製スライドレールカバー

PC/PET製スライドレールカバー

PC/PETのスライドレールカバー

 PC/PET(ポリカーボネート/ポリエチレンテレフタレート合成)製のスライドレールカバーを左写真に示す。

 この材料の特徴は、高耐熱性・高剛性・低線膨張性で、外装部品に多く採用されている。本用途に使用した高流動グレードは優れた流動性により、薄肉設計に対応し、高弾性率・低線膨張性により、軽量化に貢献する。他に、熱伝導PET、加飾成形用フィルム、熱伝導性エラストマーも展示した。










サンワトレーディング/ランクセス/ボンドラミレーツ:CFRTPハイブリッド成形品

CFRTPハイブリッド成形品

CFRTPハイブリッド成形品

 ホンダのCLARITY FUEL CELLに採用された、GFRTP(Glass Fiber Reinforced Thermo-Plastics)製リアバンパービームを右写真に示す。

 同部品は、ランクセス社(L社)の連続繊維で強化された熱可塑性コンポジットシート「テペックス」とPA系複合材料とのハイブリッド成形による製品である。高強度・高剛性を生かしたもので、ホンダが開発した世界初(ホンダ調べ)のワンショットハイブリッド成形リアバンパービームに使用された。その他、各種CFRTPのハイブリッド成形品を展示した。









住友化学:スーパーエンプラ製ランプ周辺部品とオレフィン系接着樹脂

スーパーエンプラ製ランプ周辺部品
スーパーエンプラ製ランプ周辺部品
環境対応型オレフィン系接着樹脂
環境対応型オレフィン系接着樹脂

 PES(ポリエーテルサルフォン)、LCP(液晶ポリマー)を使用したランプ周辺部品を左写真に示す。ランプリフレクターはPESの高耐熱性と高強度を、ランプソケットはLCPの耐熱性と電気特性を、ランプベゼルはLCPの耐熱性と高剛性を生かした用途である。
 環境対応型オレフィン系接着樹脂を使用したPP+PETアルミ蒸着品(右)を右写真に示す。本接着樹脂は、難接着のPPをはじめ、様々な基材に良好な密着性を示す。特徴は以下の通り。

①マイルドな熱処理でも接着可能。
②非塩素タイプで環境にやさしい水系化にも対応可能。
 用途例:塗料用プライマー、各種接着剤

 その他、PES、LCPを使用した各種機能部品、PC導光グレード、射出発泡成形用PP、ハロゲンフリー難燃エラストマーなども展示した。



ダイセルエボニック:パワースライドドアレールとリアバルクヘッド

パワースライドドアレール
パワースライドドアレール
リアバルクヘッド
リアバルクヘッド

 パワースライドドアレールを左写真に示す。金属製のスライドドアの開閉時に生じる音を、PA12で粉体塗装をすることにより低減する。PA12を塗装するとドアレールの打撃音が小さくなり、音の減衰が大きく、高音域の音が小さくなる。
 ポリメタクリルイミド硬質発泡体製のリアバルクヘッドを右写真に示す。耐熱性、機械的強度に優れた金型内発泡のコンポジット用コア材で、以下の特徴がある。

①必要に応じて、内部部品をインサートが可能、②低密度での高圧縮強度および耐熱性、
③高速硬化プロセスに対応、④アウトガスを発生しない、 ⑤有害成分を含有しない、⑥DIN75200に準拠した耐火性。

 他に、PA12、接着性に優れる共重合PA、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PMMA(アクリル樹脂)、PA12とTPU(熱可塑性ポリウレタン)の接着技術も展示した。



デュポングループ:樹脂製エンジンマウントブラケットと曲面スイッチプレート

エンジンマウントブラケット
エンジンマウントブラケット
曲面スイッチプレート
曲面スイッチプレート

 高強度・高剛性のGF強化PA66製エンジンマウントブラケットを左写真に示す。独自のCAE解析技術を活用し、開発期間短縮と開発コストを低減した。アルミダイキャスト部品を樹脂化することで、約30%軽量化した。樹脂化による熱伝導の低減により、防振ゴム部品の熱劣化を抑制が可能。
 使用したPAの特性は、 ①高い静荷重とエンジントルク応力に耐える強度、②耐クリープ変形、疲労特性、③NVH吸収性能、④周辺部品への熱伝導低減。

 曲面スイッチプレートを右写真に示す。PC等のシート上に3次元回路形成用銀ペーストを用いて、回路を形成する。以下の特徴がある。
①従来技術では実現できなかった曲腺デザインが可能、
②部品点数の削減、製造・組立プロセスの簡素化および軽量化、小型化。
 対象用途:インパネ/コックピットスイッチ、スタイリッシュなスイッチプレート。

 その他に、アラミド強化コンポジット、異種材料の接着、放熱性エンプラ、高透明性TPC成形品、二層押出、3次元ブローによる配管なども展示した。



東レ:ハイブリッド長繊維ペレット

ハイブリッド長繊維ペレット
ハイブリッド長繊維ペレット
二輪車始動用バッテリー
二輪車始動用バッテリー

 ハイブリッド長繊維ペレットを左写真に示す。同社はCFRTP(熱可塑性炭素繊維強化樹脂)の研究開発をしているが、CFと異種繊維をハイブリットすることで、強度・剛性・クリープ特性を維持して高い衝撃特性の発現が可能となった。自動車を中心とする産業分野への用途展開を期待している。現在、長繊維ペレットのCFRTPへの適用開発も推進中とのこと。
 二輪車始動用Liイオン電池を右写真に示す。ハウジングは高強度・高剛性で耐薬品性に優れたPPSである。この電池は以下の特徴がある。
①耐振動性、耐久性、耐環境性、安全性を実現、②優れた始動特性、 ③従来の鉛電池に比べ約40%軽量化。

 その他、各種CFR(T)P関連技術、耐熱老化性PA等のエンプラ系材料、ナノアロイ関連技術、ナノ積層フィルムなど同社の優れた自動車用材料の展示は圧巻であった。



藤倉ゴム工業:CFRP-ゴム複合材

CFRP-ゴム複合材

CFRP-ゴム複合材

 CFRP-ゴム複合材を右写真に示す。同社の独自技術により高密着のCFRP-ゴム積層品の一体成形が可能となった。CFRPのマトリックスのエポキシ樹脂とゴムを同時に硬化させることにより、一体化する。ゴムのないCFRPと比較して、振動を素早く減衰できる特性や耐摩耗性、滑り止め効果、絶縁性などを得られる。その他、各種CFRP関連製品を展示した。

















三井化学グループ:金属樹脂一体化技術とバイオポリウレタンフォーム製シート

ECUボックス
ECUボックス
バイオポリウレタンフォーム製シート
バイオポリウレタンフォーム製シート

 金属樹脂一体化技術(POLYMETACTM)で作成したECUボックスを左写真に示す。POLYMETACTMは、薬品に漬けて特殊な表面処理をした金属とともにプラスチックを射出成形する接合技術である。接合可能な金属はAl、Mg、Cu、SUS、Ti、Fe、接合可能な樹脂はPEEK、PPS、PA、PBT、PP、PCであるとのこと。
 バイオポリウレタンフォーム製シートを右写真に示す。非食品のひまし油を原料に使用した植物由来のポリウレタンフォームである。自動車用シートに求められる性能を満足し、同社独自材料(特殊PPG)と組み合わせて高植物度化を達成した。CO2削減にも貢献する。
 PA6T、PCT、TPIなどのエンプラ、長繊維GF強化PP、COCなどのポリオレフィン、(C-)SMC、無色透明性PI、各種ポリウレタン、各種シートなど多様な展示であった。



三井化学分析センター

CNF複合材料のTEM写真
CNF複合材料のTEM写真
CFRTPのCFとPAの界面のTEM写真
CFRTPのCFとPAの界面のTEM写真

 セルロースナノファイバー(CNF)複合材料のTEM(透過型電子顕微鏡)写真を左写真に示す。CNF相内の状態観察を初めて可能としたという。また、CFRTPのCFとPAの界面のTEM写真を右写真に示す。CFとポリマーの界面構造およびCFがポリマーの結晶構造に及ぼす影響を評価できる。自動車軽量化の分析支援として示した展示の一部である。プラスチック部品の耐久性試験などの展示があった。この種の出展社では、非常に優れた展示のため紹介した。



三菱ケミカルホールディングスグループ:バイオPC製内装部品と3D回路

バイオPC製内装部品
バイオPC製内装部品
LDS工法によるPBT部品上の3D回路
LDS工法によるPBT部品上の3D回路

 バイオPC製内装部品を左写真に示す。透明性に優れることで着色した時に鮮やかな発色を示す。一般のPCと比べ、表面硬度も高く、傷つきにくい特徴を生かした用途である。
LDS(Laser Direct Structuring)工法によりPBT(ポリブチレンテレフタレート)部品上に形成した3D配線回路を右写真に示す。LDS工法の特徴は以下の通り。
①専用のノバデュランPBTのグレードを用いる成形部品上への回路形成工法。
②曲面、角、凹凸など複雑な3D形状部品への回路形成が可能。
③ドイツLPKF社のLDS技術に対応。
④400μm以下の配線間隔を有する配線パターンが可能。

 その他、 高硬度・低屈折率PC、リチウムイオンバッテリー用m-PPE等のエンプラ系材料、CFR(T)P系各種材料、長繊維GF強化PPなどのポリオレフィン系材料なども展示した。



部品メーカー:河西工業、ダイキョーニシカワ、トヨタ車体、矢崎総業、ボッシュ、小糸製作所、シェフラーなど

河西工業:原着高輝度ドアトリム

高輝度ドアドアトリム

原着高輝度ドアトリム

 原着高輝度ドアトリムを右写真に示す。同社はウェルドレス原着成形でメタリック塗装品質が可能な独自の射出成形技術を開発した。ナノコンポジットPPのベース技術と独自の知見などを応用。従来、困難だった高輝度・高光沢なメタリック部品の原着化を実現した。無塗装化により自動車内装品の耐久性や環境性能の向上、低コスト化が可能となった。













ダイキョーニシカワ:加飾内装部品

加飾による内装部品

加飾による内装部品

 加飾による内装部品を右写真に示す。ABS樹脂を基材に中央の部品は水圧転写(木目調)印刷したもの、右上の部品はピアノブラック調に塗装したものである。他にフィルムインサート加飾部品、樹脂製バックドア・エンジン部品・外板部品等も展示した。













トヨタ車体:セルロースナノファイバー(CNF)使用自動車部品

CNF使用自動車部品

CNF使用自動車部品

 セルロースナノファイバー(CNF)の製造フローとそれを使用した自動車部品を右写真に示す。植物から製造される環境負荷の少ない材料開発で、樹脂と木粉を隙間なく密着させ、高剛性・高耐熱性を実現したという。最近、最も注目されているCNFの複合材料が自動車分野に採用されるか、今後の動向に注目したい。車両用回転チルトシートなども展示した。











矢崎総業:デジタルタコグラフ「DTG7」

デジタルタコメーター

デジタルタコメーター

 デジタルタコグラフ「DTG7」を右写真に示す。デジタルタコグラフは自動車の走行時間や走行速度などの運行記録を自動的に記録し、メモリーカード等に保存するシステムである。本装置は、車載カメラを追加することでドライブレコーダー機能も持たせた。機器のハウジング等にはABS樹脂などが使用されている。EV用電源コネクタなども展示した。












ボッシュ:排気ガス後処理選択還元触媒用AdBlue噴射システム

NOxガス処理システム

NOxガス処理システム

 NOx低減のための排気ガス後処理選択還元触媒用AdBlue噴射システムを右写真に示す。NOx吸収用の尿素水タンク、付属の各種システム、センサーなどで構成され、エンプラ系材料が使用されていると思われる。本システムのメリットは以下の通り。
①現行および将来の排ガス規制に適合、
②ディーゼルエンジンの燃料消費量の最適化、③燃料ビジネスモデル確立への適応、
④サプライモジュールの標準化によるコスト削減、⑤最少の搭載スペースと、ロバスト性の高い設計。

 他に、モビリティのネットワーク化、モビリティの自動化、パワートレインとモビリティの電動化などをテーマに数多くの製品を展示した。







不二越:薄型のターボチャージャー過給圧制御バルブ

ターボチャージャー用エアバイパス弁

ターボチャージャー用エアバイパス弁

 ターボエンジンのドライバビリティを向上する薄型のターボチャージャー過給圧制御バルブを右写真に示す。内側からPEEK、PPS、PA66と耐熱性・耐食性の高い順で構成される。 3種の材料を成形するという複雑で高度な成形技術が必要である。特長は、
①小型/軽量化技術により搭載性が向上、②樹脂モールディングによる高い耐食性。











小糸製作所:ヘッドライトのオートレベリングシステム用ECU

加速度センサ内臓レベリングECU

加速度センサー内臓レベリングECU

 新規のヘッドライトのオートレベリングシステム用ECUを右写真に示す。ハウジングはPBTである。従来、オートレベリングシステムは、車軸に取り付けられた車高センサーから車両姿勢角を計算し、光軸を制御していた。同社は、ECU内に搭載した加速度センサーから車両姿勢角を計算し、光軸を制御する新システムを開発し、量産化した。部品点数を削減し、軽量化、低コスト化に貢献している。他に次世代コンセプトランプなども展示した。











シェフラージャパン:サーマルマネージメントモジュール

サーマルマネージメントモジュール

サーマルマネージメントモジュール

 サーマルマネージメントモジュールを右写真に示す。冷却システムに配置し、水量および分配を管理する。ハウジングは耐熱水性に優れるPPSである。特徴は以下の通り。
①エンジンおよび駆動系のオイル温度を適切に保つことによる燃費貢献、
②冷間始動時に車室内の温度を速やかに上昇させて快適性を改善。

 その他、 トランスミッション関連部品、クラッチ関連部品、eモビリティなども展示した。









スミダコーポレーション:ローターポジションセンサ

ロータリーポジションセンサ

ローターポジションセンサー

 ローターポジションセンサーを右写真に示す。EV、HVモーター用絶対角度センサーで、PBTが使用されている。その特徴は、
①機能安全(ASIL C)に対応、②使用温度範囲:max.155℃、③自動振幅オフセット制御、④外付け実装部品削減:-80%。

 他に車載用インダクタ/トランス、コイルなども展示した。











日本ビニロン:PBT製のウォッシャーノズル

ウォッシャーノズル

ウォッシャーノズル

 PBT製のウォッシャーノズルを右写真に示す。ワイパー近傍に設置し、水を噴射してワイパーが前面ガラスを洗浄するための部品。同社の製品は、振動拡散ノズル、スプレー拡散タイプの二種類がある。振動拡散のタイプで広角タイプのものを最近開発している。













HKT:マグネチックバルブ

マグネチックバルブ

マグネチックバルブ

 マグネチックバルブを右写真に示す。SPS(シンジオタクチックポリスチレン)を使用している。加水分解性に優れていることが採用理由である。他に、電気ホーンも展示した。













TPR:電気二重層キャパシタ

電気二重層キャパシター

電気二重層キャパシタ

 電気二重層キャパシタを右写真に示す。EV、HEVなどの動力源に二次電池とともに使用されている。充電容量が非常に大きく、大出力で高速応答性が特徴である。発進時や登坂時の電源に適する。同社の製品は板状のカートリッジタイプであり、ハウジングはPPまたはPPSが使用されている。












 その他のプラスチックメーカーで特徴ある展示は、積水化学工業の各種用途用両面テープ・自発光中間膜など、ビクトレックスのPEEK関連製品・成形品などである。

 他の部品メーカーは、愛三工業の省電力燃料ポンプモジュール、アイシングループのスマートハンドル、センサータ・テクノロジーズ ジャパンの差圧センサー、エルリングクリンガー・マルサンの樹脂製エンジンマウント、タイコエレクトロニクスジャパンの各種コネクタ・センサー、ティッセンクルップ・ジャパンのCFRP製ステアリングコラム、ピエルブルグ・ミクニ・ポンプ・テクノロジーの電動ウォーターポンプ、ヘラの燃料ポンプモジュール、トヨタ紡織のEGR通路付インテークマニホールド、マーレのオイルミストセパレータ付シリンダーヘッドカバー、東京濾器のオイルフィルタ&オイルクーラ等が挙げられる。

                     <自動車産業ポータル、マークラインズ>