Lanxess、Tepex連続繊維強化で押出ブロー成形へ複合材適用を拡大

Lanxess AG（ドイツ・ケルン）は9月3日、押出ブロー成形への適用範囲を拡大し、Tepex連続繊維強化熱可塑性複合材を製造プロセスに統合すると発表しました。

最近の実現可能性スタディで、LanxessはPA6製部品をブロー成形技術で製造しながら、高荷重がかかる箇所にTepexで局所補強できることを実証したとしています。検証は、ドイツ・ドーメルゲンにある高性能材料事業部（HPM）の技術センターに設置された、実生産に近いブロー成形機で実施されました。「部品は優れた密着性を示し、Tepexの強度と剛性を活用できます」とHPMのブロー成形スペシャリスト、Arthur Rieb氏は説明します。

Lanxessによると、このプロセスはブロー成形部品の機械的性能を局所的に向上させるのに使用でき、例えば衝撃荷重や高圧による高応力領域への対応が可能です。「さらに、車体補強用の中空構造部材のような、ブロー成形構造部品の製造にも適しています。Tepexを大幅に活用すれば、部品の基本肉厚を薄くできるため、軽量化と材料使用量削減の鍵となります」とRieb氏。「純粋な熱可塑性システムベースのため、中空部品は容易にリサイクル可能で、クローズドループ材料サイクルの確立が容易になります。」

Lanxessによれば、このような中空部品の製造では、まずチューブ状のパリソンを押出しながら、加熱・可塑化したTepexインサートをブロー成形金型内に同時に配置します。パリソンを金型内で膨張させると、Tepex部分も同時に成形されます。その結果、局所的なTepex補強を持つ、形状が確定した部品が得られます。「Tepexの成形がブロー成形プロセスに統合されるため、ブロー成形特有の短く経済的なサイクルタイムで、ワンステッププロセスが実現します」とRieb氏は付け加えます。

以前は、この種の部品製造には、ブロー成形中空部品への2次元または3次元Tepexインサートの後溶接を含む3ステッププロセスが必要だったとLanxessは説明します。

「我々のプロセスは物事を大幅にシンプルにします」とHPMのTepex自動車グループ、軽量設計エキスパートのTilmann Sontag氏。「さらに、ファブリック強化により可塑化Tepex材料は、単方向連続繊維強化テープよりもはるかに扱いやすくなります。これにより、安定した安全な生産プロセスが可能になります。」

さらに、Tepexの連続繊維がプラスチックで完全に予備含浸されているため、ブロー成形中にエアポケットが形成されることなく、材料を十分に統合できます。「ブロー成形材料とTepexの間に優れた密着性を持つ材料結合が得られます。低いブロー成形圧力でも、タイトな曲率半球のようなクリティカルな3D形状へTepexを成形できます」とSontag氏は説明します。

同社によると、HPM事業部はPA6およびPA66ベースの高粘度コンパウンドを幅広く開発しており、ガラス繊維強化あり/なしのグレードが、この新しいプロセス/材料組み合わせにも使用可能です。例えば、非強化PA6コンパウンドのDurethan BC700HTS DUSXBLやDurethan BC550Z DUSXBLのような、柔軟で耐衝撃性に優れた製品バリエーションが含まれます。これらは、Tepex補強タンクや、高い耐衝撃性と柔軟性も求められるその他の中空部品に適しています。対照的に、ガラス繊維強化グレードは軽量構造部品向けの材料として選択される傾向があります。

Tepex側でも、このプロセス向けに幅広い製品タイプが用意されています。例えば、ガラス、アラミド、炭素繊維で強化された連続繊維ファブリックやラミネートバリエーション。複合材のマトリックスも変更可能で、PA6やPA66のほか、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィンも使用できます。

コンポーネント開発の全段階で顧客を支援するため、Lanxess HPM事業部は材料、アプリケーション、プロセス、技術開発の専門知識を「HiAnt」ブランドで統合しています。このサービスは、コンセプト設計、材料最適化、シミュレーションツールによる部品特性計算から、加工、部品試験、量産立ち上げまでを網羅するとされています。