ブックタイトルマツダ技報　2016 No.33

概要

マツダ技報　2016 No.33

マツダ技報No.33(2016)論文・解説23微細気泡構造制御による高機能発泡体の開発Development of Highly Functional Foamsby Microcellular Structure Control小林めぐみ*2*1 *3宮本嗣久金子満晴Tsuguhisa Miyamoto大嶋正裕*4Masahiro OhshimaMegumi KobayashiMitsuharu Kaneko要約マツダでは,超臨界流体を活用しコアバック法と組み合わせた発泡射出成形技術を開発し,市販車に採用してきた。今回,要求機能の高い部品の軽量化や,新たに吸音等の機能を付加していくため,気泡構造をより高度に制御するための材料と発泡技術の開発を行った。自動車用ブロックポリプロピレンにゲル化特性を持つ結晶核剤を添加し,結晶を微細化させて,その結晶を発泡核剤として機能させた。その結果,核剤を添加しないものに対し,気泡核生成を促進して気泡成長を抑制したことで,同じ発泡倍率でも表層付近の剛性を向上させる断面構造を実現できた。これにより曲げ特性を向上させつつ,衝撃特性も従来品同等以上にできた。更に,コアバック時の延伸操作により,ナノレベルの繊維を微細気泡構造体の中に造り込むことができ,吸音率が向上した。SummaryA foam injection molding technology was developed using super critical fluid as a physical foaming agent,combined with a core-back process. This technology has been applied to production of vehicle parts. Inthis time, in order to reduce the weight of highly specific and functional parts and produce higher soundabsorbance, materials were compounded with advancement of Mazda’s foaming technology: A crystalnucleating agent of gelling property was added to a block polypropylene (PP) to form PP nanocrystals in acooling process of foam injection molding and utilize them as bubble nucleating agents. As a result, thecell size became highly smaller and the skin layer became thicker while the expansion ratio was the same.This new method can maintain the drop impact property at conventional product’s level while improvingflexural property. In addition, the sound absorbance can be increased by creating nano-level fibrils in amicro bubble structure by stretching cell walls in course of core-back operations.1.はじめに自動車用プラスチック部品において,発泡射出成形品の応用範囲が拡大されている。これまでマツダでは,超臨界流体を活用し,コアバック法と組み合わせた発泡射出成形技術を開発した。この技術によって,微細な気泡構造をもち機械物性を保持した表層と,高発泡化で軽量な中心層をもちサンドイッチ気泡構造が得られ,機械物性の保持と大幅な材料削減の両立を可能とし,市販車に採用している(1),(2),(3)。更にマツダは,要求機能の高い部品の軽量化や,新たに吸音等の機能を付加していくため,より気泡構造を高度に制御するための技術開発を行っている。その方法として,樹脂部品を構成しているポリマーの結晶を発泡核剤として働かせることを着想した。結晶性樹脂が溶融状態から冷却していくと,樹脂に溶解しているN2などの発泡剤は結晶相から非晶相へ排出されていき,結晶の周りでN2が過飽和状態となることで発泡核剤として働くと推論した。そのため,結晶サイズを微細化できれば,気泡サイズをも微細にできると考えた。そこで,ゲル化特性をもつ結晶核剤に着目した。結晶核剤は,溶融樹脂中に自己組織化に起因する三次元網目構造を形成する(4),(5)。この網目によりラメラ結晶を球晶に成長させないよう抑制*1~3技術研究所*4京都大学Technical Research CenterKyoto University-130-