化学工業日報

2013年12月26日前へ｜次へ

ＣＦＲＰ業界成形コスト低減へ「脱オートクレーブ」

１分で最終部品作り込み機械物性優れる樹脂提案
　「アウト・オブ・オートクレーブ（脱オートクレーブ）」という言葉が炭素繊維複合材料（ＣＦＲＰ）業界で広く使われるようになっている。課題となっている成形コストを引き下げるため新技術の開発が進められており、比較的コストの受け入れ余地の大きな航空機分野でも採用が広がりつつある。オートクレーブも小ロット品や高精度・高信頼性の部材製造に適しているうえ、メーカー大手は革新的技術開発に乗り出している。多様な成形方法の実用化がＣＦＲＰ市場の拡大を後押しする。

※「鉄」に負けない※
　「日本の成形技術は欧州に比べて年遅れている」と、複合材料の世界ではよく聞かれる。その欧州で多様な用途での実績を持つ独ボンド・ラミネーツの連続繊維強化熱可塑材料「ＴＥＰＥＸ」を輸入するのが航空宇宙関連商社のサンワトレーディング。東芝機械などと協力しながら、１分成形で高強度の最終部品を作り込む技術を作り上げている。
　素材は鉄よりかなり割高だが、鉄もプレス成形後にウェルディングやボルト締めなどを必要とし、その分のコストが上乗せされる。同社は成形加工時に穴開け、溶着まで一括で行うことで、軽量化に加えて鉄にも負けない成形コストの提案を行う。それでもコスト高が課題となるケースにはガラス繊維強化の材料で売り込めるのも強みだ。

※時間短縮が可能※
　「欧州の顧客から、この数値が本当ならすごいといわれている」と述べるのは日本ユピカの上石邦明社長。同社は熱硬化性樹脂「ＣＢＺ」シリーズを炭素繊維のマトリックス材に提案している。既存のエポキシ樹脂などに比べて曲げ強さや圧縮強さ、層間せん断強さなどの機械物性に優れるという物性面での特徴のみならず、エポキシ樹脂で同様の成形を行う場合に比べて成形時間を３〜４割短縮できることも訴求する。レジントランスファーモールディング（ＲＴＭ）や真空樹脂含浸法（ＶａＲＴＭ）、フィラメントワインディングなどの幅広い成形方法に対応しており、需要家からの引き合いに応えて脱オートクレーブ化を樹脂サイドから支援する。
　炭素繊維メーカーの川下展開に対する意欲も極めて強い。メーカー各社は炭素繊維の黎明期から事業規模を拡大するために用途の創出から携わってきた経験を持ち、成形に対する知見も深い。自動車分野に攻め込むにあたっても、機能とコストのバランスで鉄に打ち勝つための成形法の開発が必須だ。

※アルミ置き換え※
　直近では三菱レイヨンのプリプレグ・コンプレッション・モールディング（ＰＣＭ）法によるＣＦＲＰが日産自動車「ＧＴＲ」の２０１４年モデルのトランクリッドに採用された。アルミ製に比べて重量を半分程度に抑えつつ、アルミ以上の剛性を確保する。高温・高圧のプレスにより部材表面の平滑性が高いため、クラスＡ外板部材に対応した美しい塗装も実現する。同社は熱可塑性樹脂を使ったハイサイクル成形向けのスタンパブルシートや熱硬化系のシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）の開発も進めており、必要に応じてそれらを組み合わせた提案を行いながら市場拡大に取り組んでいる。
（関口祐介）

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