自動車業界は、熱可塑性プラスチックの性能向上のエンジニアリングを模索しています

多くの企業がショーで新製品を紹介しました。たとえば、JMポリマーは、リサイクルされた射出成形可能な短炭素繊維強化ポリアミド6/6のFiberX2ラインにさらに3つのグレードを追加しました。ソース| Katie Okonski / SPE

Society of Plastics Engineers（SPE、Bethel、Conn。、U.S。）は、5月7日に米国ミシガン州トロイで開催され、第14回Automotive Engineering Plastics Conference（AutoEPCON）を開催しました。 1日のイベントは、SPEのデトロイトエリアTPO Automotive Engineered Polyオレフィンs Conference（Auto TPO）とそのAutomotive Composites Conference＆Exhibition（ACCE）の間のパフォーマンスのギャップを埋めます。

AutoEPCONの2019テクニカルプログラムでは、3つの並行セッションで4つの基調講演と27のテクニカルトークが行われました。午前と午後の休憩中に、325人の参加者が21の展示品を訪れ、ネットワークを構築し、夜のレセプションに出席しました。

興味深いことに、今年の会議での永続的なテーマは、ポリアミド（PA）樹脂と炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）でした。

PA6 / 6の不足

ポリアミドは主な焦点でしたが、その理由の1つは、PA 6/6が世界的に不足していることです。これは、PA 6とともに、自動車業界で広く使用されています。供給のボトルネックが解消されるまで、OEMとサプライヤは、パフォーマンスを犠牲にしない代替ポリマーやリサイクルPA6 / 6などの他のオプションを探すために奮闘しています。したがって、多くの出展者がPA 6/6の代替品をディスプレイで宣伝しているのを見るのは当然のことであり、多くの講演者が未使用のオプションとリサイクルされたオプションについて説明しています。実際、「ナイロンとポリカーボネート：私たちがここに到達した方法と今後の展望」に関する基調講演で、IHS Markit（ヒューストン、テキサス、米国）のグローバルディレクターエンジニアリングポリマーであるBrendan Dooleyは、これを引き起こした一連の不幸な出来事について論じました。状況。

「このセグメントには、課題のシェア以上のものがありました」とDooleyは説明しました。 「最初に、中国の新しいアジポニトリル工場での2015年の壊滅的な火災により、PA 6/6の製造に必要なモノマーの世界供給の18％が全滅しました。その工場は再建されていません。さらに、供給は、過度に暑い天候、過度に寒い天候、ハリケーン、ユーティリティの故障、火災、および労働行動によって引き起こされた混乱の影響を受けています。そして今年後半には、フランスのアジポニトリル工場がメンテナンスとアップグレードのために閉鎖されます。最終的にはこの拡張により世界のアジポニトリル生産能力が向上しますが、短期的には供給がさらに厳しくなります。」 Dooleyは、2020年にPA 6/6の供給が緩和され始めると予測しており、2022年までにPA6と同等の価格に戻る必要があると述べています。

カーボンファイバーのアップグレード

炭素繊維は別の大きなトピックでしたが、さまざまな理由があります。昨年、CFRTPについて言及したのは数人の講演者だけであり、強調したのはほんの数社の出展者だけでした。しかし、今年は少なくとも6つの異なるセッションで議論され、ゼネラルモーターズ社（米国ミシシッピ州デトロイト）の積層造形および製造のディレクターであるケビンクインによる「エンジニアリングプラスチックと積層造形」に関する基調講演で議論されました。 。さらに、いくつかの企業がショーで新しい炭素繊維強化PA（CF / PA）材料を紹介しました。

三菱ケミカルアドバンスドマテリアルズは、第14回SPE AutoEPCONで、KyronMax ES4240（上のグラフの金色のバー）と呼ばれる新しい40 wt-％CF / PPAコンパウンドを発表しました。ソース|三菱ケミカルアドバンスドマテリアルズ株式会社

これらの中には、JMポリマー（米国イリノイ州シカゴ）があり、昨年、短いCF / PA6 / 6のリサイクルされた射出成形可能なグレードのFiberX2ラインを発売しました。繊維は航空宇宙プリプレグから再生利用され、樹脂はスポーツ用品からリサイクルされます。最初の提供は20と40wt-％で強化された2つのグレードでしたが、今年は3つの新しいグレードで戻ってきました。 2つは10および30wt-％の繊維を特徴とし、3つ目はリサイクルカーボンとバージングラスファイバーのハイブリッドを特徴としました。

ここに示されているのは、短いCF（左のバーのペア）と長いCF（中央のペア）を備えた標準PA 6/6と、三菱の新しいKyronMax 2330（右のペア）を使用した8週間の水飽和試験の前後の曲げ弾性率の値です。ソース|三菱ケミカルアドバンスドマテリアルズ株式会社

また、新しいCF / PAグレードを導入したのは、三菱ケミカルホールディングスグループ（MCHC）の新たに設立された営業ユニットであるMitsubishi Chemical Advanced Materials Inc.（MCAM）です。この事業は、MCHCが買収した以前の2つの会社を組み合わせたものです。ガラスマット熱可塑性複合材料と熱可塑性形状を製造するQuadrant AG（スイス、レンツブルク）とPiper Plastics Inc.（米国、アリゾナ州チャンドラー）。 KyronMaxと呼ばれる射出成形可能なショートカーボン（6ミリメートル/ 24 Kトウ）熱可塑性プラスチック。利用可能なマトリックスは、PA 6/6およびポリフタルアミド（PPA）から高温ポリエーテルイミド（PEI）、ポリフェニレンサルファイド（PPS）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）およびポリアリールエーテルケトン（PAEK）までの範囲です。伝えられるところによると、独自のサイジングケミストリー、プレス加工、優れた加工の組み合わせにより、これらのコンパウンドは、短ガラスおよび短ガラス/鉱物熱可塑性プラスチック、長繊維熱可塑性プラスチック（LFT）だけでなく、金属にも取って代わりました。

ここに示されているのは、短いCF（左のバーのペア）と長いCF（中央のペア）を備えた標準PA 6/6と、三菱の新しいKyronMax 2330（右のペア）を使用した8週間の水飽和試験の前後の引張強度値です。ソース|三菱ケミカルアドバンスドマテリアルズ株式会社

「より良い流れと繊維の相互作用のおかげで、KyronMaxで成形された部品は、内部応力と繊維配向が少ないだけでなく、沈下と反りが少なく、溶接線が強く、厚い部分または薄い部分でより正確な寸法になります」とAlexは説明します。 Wojtysiak、熱可塑性炭素複合材料のMCAMキーアカウントマネージャー。 「これらの技術を組み合わせることで、60,000 psi [414MPa]の引張強度の障壁を打ち破る世界初の短炭素の射出成形可能な構造化合物を導入することができました。」 AutoEPCONで導入された、KyronMax ES 4240と呼ばれるその新しいグレードは、40 wt-％の短炭素PPAです。

MCAMは2300Sシリーズラインも発表しました。これは、CF / PA 6/6の機械的性能を提供し、吸湿性が低く、耐薬品性が向上しています。マトリックスはポリアミドと記載されていますが、PA6 / 6でもPPAでもありません。

ショーでデビューした3番目の製品は、自動車のアンダーフード用途向けに特別に開発されたMCAMが、ガラス転移温度と連続使用温度の両方の値がPEEKと同じ高い高温CF / PPAグレードです。

Wojtysiakは、Piperには自動車業界をターゲットにするためのリソースが不足していたと述べていますが、チームは三菱の一員となったため、このセグメントをカバーするための成績を策定し、人材を配置しています。

AutoEPCONは、2020年4月20日に米国ミシガン州トロイのデトロイトマリオットトロイに戻ります。