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天然纤维强化树脂实用化,环保、耐热、轻量、低成本“一举四得”
2012-8-9 来源:日经BP社
关键词:天然纤维 强化树脂 环保 轻量
    纤维强化树脂的增强材料正在不断“绿色化”。丰田在2.5L排量新款“雷克萨斯GS250”的发动机罩(V-Bank Cover)材料中采用了使用天然纤维来增强的树脂。这就是使用甘蔗纤维的“Bagasse Composite”材料。负责发动机罩成型的小岛冲压工业(总部:爱知县丰田市)旗下公司内浜化成(总部:爱知县丰田市)表示,“丰田积极加大了对植物树脂的采用力度”。

    天然纤维强化树脂的优势并不仅仅在于减轻环境负荷。与现行滑石粉填充型树脂相比,既有耐热性高、可与玻璃纤维强化树脂匹敌的实力,又具有轻量化效果。最重要的是有望降低成本。

    “一举四得”的天然纤维强化树脂是从7~8年前开始研发的。但是,尽管比较容易确保特性,但却很难确立量产工艺。最近,内浜化成攻克了阻碍实用化的难题。

使用甘蔗渣

    内浜化成从甘蔗渣中提取出纤维(蔗渣纤维),并将其用作聚丙烯(PP)的增强材料。首先,将甘蔗渣的纤维块分解成长10~15mm、宽(直径)1mm左右的蔗渣纤维。再将其染成黑色,然后与PP混合制成颗粒。最后使用注射成型机和模具对其成型,经过涂装后制成发动机罩。

    据内浜化成介绍,PP材料中蔗渣纤维的重量比达到40%时,其强度指标——弯曲弹性模量为2750MPa,比滑石粉填充型PP的2500MPa高10%,重量则减轻了20%。不仅耐热性出色,被雷克萨斯GS采用时,高频隔音效果也获得了好评。

    而且,成本也比滑石粉填充型PP“低两成”(内浜化成)。这是因为使用了废弃的甘蔗渣。因为是废料,所以能够低价采购。

    实用化难题有两个。一个是气味。甘蔗渣中含有糖分,直接成型的话,部件会像糖烧糊了一样发出难闻的气味,因此无法实现商品化。内浜化成通过确立除去糖分的技术解决了这一问题。

    另一个难题是染色不均。蔗渣纤维中存在微孔,而且纤维直径不均。因此很难均匀染色。尽管内浜化成并未透露相关技术,但称使用的颜料与树脂染色使用的普通颜料不同。

    今后,内浜化成还争取将这种材料应用到汽车部件上。具体而言,将用于发动机的辅机类外板、裙板、下部护板和挡泥板内衬等部分。

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