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天然纖維強化樹脂實用化,環保、耐熱、輕量、低成本“一舉四得”
2012-8-9 來源:日經BP社
關鍵詞:天然纖維 強化樹脂 環保 輕量
    纖維強化樹脂的增強材料正在不斷“綠色化”。豐田在2.5L排量新款“雷克薩斯GS250”的發動機罩(V-Bank Cover)材料中采用了使用天然纖維來增強的樹脂。這就是使用甘蔗纖維的“Bagasse Composite”材料。負責發動機罩成型的小島沖壓工業(總部:愛知縣豐田市)旗下公司內浜化成(總部:愛知縣豐田市)表示,“豐田積極加大了對植物樹脂的采用力度”。

    天然纖維強化樹脂的優勢并不僅僅在于減輕環境負荷。與現行滑石粉填充型樹脂相比,既有耐熱性高、可與玻璃纖維強化樹脂匹敵的實力,又具有輕量化效果。最重要的是有望降低成本。

    “一舉四得”的天然纖維強化樹脂是從7~8年前開始研發的。但是,盡管比較容易確保特性,但卻很難確立量產工藝。最近,內浜化成攻克了阻礙實用化的難題。

使用甘蔗渣

    內浜化成從甘蔗渣中提取出纖維(蔗渣纖維),并將其用作聚丙烯(PP)的增強材料。首先,將甘蔗渣的纖維塊分解成長10~15mm、寬(直徑)1mm左右的蔗渣纖維。再將其染成黑色,然后與PP混合制成顆粒。最后使用注射成型機和模具對其成型,經過涂裝后制成發動機罩。

    據內浜化成介紹,PP材料中蔗渣纖維的重量比達到40%時,其強度指標——彎曲彈性模量為2750MPa,比滑石粉填充型PP的2500MPa高10%,重量則減輕了20%。不僅耐熱性出色,被雷克薩斯GS采用時,高頻隔音效果也獲得了好評。

    而且,成本也比滑石粉填充型PP“低兩成”(內浜化成)。這是因為使用了廢棄的甘蔗渣。因為是廢料,所以能夠低價采購。

    實用化難題有兩個。一個是氣味。甘蔗渣中含有糖分,直接成型的話,部件會像糖燒糊了一樣發出難聞的氣味,因此無法實現商品化。內浜化成通過確立除去糖分的技術解決了這一問題。

    另一個難題是染色不均。蔗渣纖維中存在微孔,而且纖維直徑不均。因此很難均勻染色。盡管內浜化成并未透露相關技術,但稱使用的顏料與樹脂染色使用的普通顏料不同。

    今后,內浜化成還爭取將這種材料應用到汽車部件上。具體而言,將用于發動機的輔機類外板、裙板、下部護板和擋泥板內襯等部分。

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