住友化学、PMMAベースの自動車部材向け高剛性/高タフネス透明樹脂を開発

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自動車用安全ガラス試験JIS R3212 耐衝撃性試験

住友化学は2018年6月25日、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)をベースにした高剛性/高タフネスを兼ね備えた透明樹脂を開発したと発表した。自動車の前面窓としてJISが定める耐衝撃性試験をクリアしたという。

近年、自動車軽量化による省エネルギーを目指して、金属やガラス製部材から樹脂へ置き換える研究が進められている。こうした中で、薄くてもたわみが小さく、なおかつ割れにくい高剛性、高タフネスを兼ね備えた透明樹脂の開発が期待されているという。

透明樹脂の1つであるPMMAは、高い透明性と耐久力および傷がつきにくい硬さを備えた樹脂として知られているが、割れやすい材料でもある。同社では、そのようなPMMAの長所を生かしたままで、割れにくい性質を付与して、高剛性、高タフネスの透明樹脂の開発を目指してきた。

今回の開発では、分子レベルでの破壊挙動の解明に取り組んできた際の知見を、分子/材料設計や高次構造設計に反映して研究開発を進めてきた。

それらの知見に基づいて、分子/材料設計や、成形加工プロセスによる分子レベルでの高次構造制御を行い、検証結果を機構解明やシミュレーション構築にフィードバックした。その結果、延性破壊に対する耐性を表す曲げ弾性率が従来の透明材料との比較で約1.6倍、脆性破壊に対する耐性を表すシャルピー衝撃強度が同じく10倍を示す、高剛性、高タフネス透明樹脂の開発に成功した。

今回開発した樹脂を自動車のキャビンを構成する前面窓やルーフ部材に用いることで、軽量化による省エネルギー化だけでなく、視界確保による安全性向上なども期待できるという。また、ルーフ部材に用いた場合は、合わせガラスの重量の6割超、鋼板重量の4割の軽量化が見込めるという。さらに、自動車部材以外でのガラスや金属の代替材料として、軽量化や省エネルギー化を目的とした多くの用途への展開が期待されるという。

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