軽量用途向け革新的バイオベースハイブリッドテープ：亜麻/PA11超音波溶着テープ開発

AZLアーヘン（ドイツ・アーヘン）は、パートナー機関の一つであるアーヘン工科大学繊維技術研究所（ITA、ドイツ・アーヘン）による現在のプロジェクト開発と実装を報告しました。このプロジェクトは、準連続バイオベーステープ製造のプロセスチェーンを組み込んでいます。ITAで運営され、ソフィラ、エム・システーメ（ドイツ・オーバーハウゼン）、サフィラン（フランス・オー・ド・フランス）、ラボスケールテープ製造施設の3機関パートナーが参加しています。

100%バイオベース熱可塑性テープ

AZLによれば、この100%バイオベース熱可塑性テープは、ガラスや炭素繊維で作られた従来テープと同様に、テープ積層機やテープ織機で加工可能です。撚りのない平行配向された亜麻繊維により、自動車部品や風力タービンブレードへの高品質応用を含む繊維特性の完全な発揮が可能とされています。

プロセスチェーンの詳細

AZLによれば、プロジェクトパートナーのソフィラがPA11繊維をテクスチャリングし、ステープルファイバーに加工。ITAと協力してサフィランが亜麻とPA11繊維をハイブリッドスライバーに加工し、これが引き伸ばされ、超音波溶着でテープに統合されました。ハイブリッドスライバー専用に開発された超音波モジュール（プロジェクトパートナーのエム・システーメ製）は、ソノトロードの機械的振動エネルギーを内部摩擦と界面摩擦に変換し、これが熱可塑性PA11繊維の加熱と溶融をもたらすと報告されています。引き伸ばされ平行配向された亜麻繊維が、溶融熱可塑性樹脂で含浸されました。AZLによれば、この手順は効率的な局所エネルギー投入を提供します。

次に、AZLは製造されたテープをUD積層に加工し、加熱プレスで統合。これら完成コンポジットを切断し、試験片の機械的特性（引張と曲げ特性）を取得しました。AZLによれば、テープの引張強度は最大233MPa、ヤング率は最大13GPa。曲げ強度は最大280MPa、曲げ弾性率は最大30GPa。市販の亜麻/PPテープおよびケムニッツ工科大学の引用実験と比較し、AZLはソニック・バイオテーププロジェクトで製造された天然繊維コンポジット（NFC）が、平均して著しく優れた曲げ強度と曲げ剛性を持つと報告しています。さらに、ITAアウクスブルクで織物テープからデモンストレーターが作られました。全プロセスチェーンとデモンストレーターは上図に示されています。

謝辞

ITAは、連邦経済エネルギー省（BMWi）がツェントラレス・イノベーションスプログラム・ミッテルシュタント（ZIM）の一環として本研究プロジェクトに資金提供してくれたことに感謝します。また、プロジェクトパートナーのソフィラ、サフィラン、エム・システーメの協力、および原著著者のマティアス・ロイター、トーマス・ケーラー、アレクサンダー・ヤンセン、トーマス・グリース各氏に感謝します。

詳細についてはマティアス・ロイター（matthias.reuter@ita.rwth-aachen.de）までお問い合わせください。

この記事はCompositesWorldとAZLアーヘンGmbHのメディアパートナーシップによる提供です。

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