　オランダの化学大手DSMの日本法人ディーエスエムジャパンエンジニアリングプラスチックスは2017年8月3日、東京都内で会見を開き、耐熱性や剛性を向上した自動車用ポリフタルアミド（PPA）の新製品「ForTii Ace（フォーティーエース）」を発表した。樹脂を使うのが難しかったエンジンやトランスミッション、電動パワートレイン向けに提案する。

　新製品は、高温環境下でも弾性や剛性、引っ張り強度を維持できるようにした。ガラス転移点^（※1）は、スーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）のポリエーテルエーテルケトン（PEEK）よりも高い160℃だ。エンジンオイルなどに対する耐薬品性もPEEKとそん色ない水準を確保した。

（※1）結晶性プラスチックの非結晶部分の分子が動き出す温度。一般的なポリアミド（PA）66の場合は80℃以下。融点は、結晶部分の分子も動き出す温度のこと。

　フォーティーエースはDSMのオランダ工場で生産する。既に日系企業4社との共同開発をスタートさせており、ハイブリッド車向けのモーターや構造部材での採用が検討されている。2020年に発売するモデルに供給することを目指す。

樹脂材料の性能向上によって、従来は困難だった金属代替を実現していく（クリックして拡大）出典:DSM

「樹脂化はスピードダウンした」

ディーエスエムジャパンエンジニアリングプラスチックスの永田裕介氏

　ディーエスエムジャパンエンジニアリングプラスチックス営業マーケティング本部自動車統括部長の永田裕介氏は自動車の樹脂化について「ここ2～3年、スピードダウンしている」と指摘した。

　「樹脂に替えられる部分には既に樹脂が採用されている。樹脂化が進まない部分があるのは、採用できる材料がないからだ」（永田氏）と、樹脂材料の限界によって金属代替が進んでいないことを説明した。

DSMのRalf Ponicki氏

　DSM本社グローバルマーケティングマネジャーのRalf Ponicki氏は「世界各国で強化されるCO₂排出規制をクリアするには2025年までに車両を200kg軽量化する必要がある」と説明。同社の調査では、2010年は車両1台のうち6割が金属だったのに対し樹脂は16％程度で、150～200kgにとどまるという。2030年には車両1台に占める金属の比率が50％まで下がり、樹脂の比率は25％まで増加する見通しだ。

　今回発表したフォーティーエースは樹脂化が進んでこなかった部位に向けて耐熱性や剛性、耐薬品性を改善したものだ。永田氏は「多少コストが上がっても軽量化できるなら……と採用してもらえたのは昔の話。今はコストダウンと軽量化を両立しないと選んでもらえない」とコメント。金型や、ネジ穴など2次加工が必要な金属部品の製造コストと比較して、樹脂化と射出成型により20～30％のコストダウンが図れると説明した。

カギは芳香族化合物の比率

ディーエスエムジャパンエンジニアリングプラスチックスの森岡雅士氏

　フォーティーエースに、より高価なスーパーエンプラであるPEEKと同程度の耐熱性を持たせることができた要因は、芳香族化合物の比率を50％以上に増やしたことだという。従来の芳香族化合物の比率については明言しなかった。新製品はガラス転移点が高くなったことで、80～160℃の温度域で長期耐熱性を発揮する。150℃の環境下では、弾性率が1万MPa、剛性は1万MPa以上、引っ張り強度は150MPaを維持する。なお、一般的なPAであるPA66は同じ環境で弾性率と剛性が10分の1に低下する。

　従来の樹脂では125℃前後で機械的特性が大幅に低下していたため、新製品によって「エンジンルーム内の部品の多くを樹脂化することが可能になる」（ディーエスエムジャパンエンジニアリングプラスチックス開発技術本部自動車グループ製品用途開発エンジニアの森岡雅士氏）。

　フォーティーエースはPAの1種であるPA4TをベースとしたPPAで、価格は通常のPA4Tと同等か少し高い程度に抑えている。PAは耐薬品性や吸水性に課題があったが、これも解決している。新製品はpH1の強酸に対しPEEKの95％の耐酸性を確保（一般的なPA66の耐酸性はPEEKの2％）。エンジンオイルへの耐性も高い。また、吸水性が低いため、寸法が安定し、機械物性の変化も起こりにくい。吸水によるガラス転移点の低下も抑制している。

　加工難易度が高く、寸法が安定しないスーパーエンプラに対し、許容成型範囲を大きく設定し、既存の射出成型機でも量産できるようにした。フォーティーエースは最大で320℃まで耐える性質で、加工時は340～370℃まで加熱する必要がある。

　ディーエスエムジャパンエンジニアリングプラスチックス営業マーケティング本部自動車メーカー統括マネジャーの川口勉氏は「パワートレイン自体の進化や電動化が進んでいるが、車両の軽量化による燃費改善効果が大きいのも事実。『燃費よりも走りの質感』とアピールする向きもあるが、厳しくなるCO₂排出規制に対応していかなければならないのは変わらない。今まで樹脂化されていなかったパワートレインに手を付けるのであれば、樹脂を使うことを前提に熱などの設計も見直していく必要がある」と説明した。

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