エンプラ最高レベルの耐熱性と耐薬品性 金属代替の切り札「DSMのForTii® Ace」:PR

注目の高機能ポリアミドForTii® Ace


DSMエンジニアリングプラスチックスの高機能ポリアミド「ForTii® Ace」が、自動車業界、電気電子業界から注目を集めています。エンプラ最高レベルの耐熱性だけでなく、その優れた耐薬品性から、新たな部品開発の可能性をユーザーに提供しているためです。自動車部品の金属代替から、電気・電子部品のコネクター用途まで、さまざまなニーズに対応できる新素材です。

DSMのForTii® Ace


DSMは汎用的なエンプラから高付加価値の高耐熱ポリマーまで、幅広い製品ポートフォリオを展開しています。DSMが独自に開発した製品として、4個の炭素直鎖モノマーで構成されるPA4T、PA46、PA410といった素材があり、これらはエンジニアリング・プラスチックの代表的な素材として知られるPA66と比較して、耐熱性、耐薬品性、強度の面で大きく凌ぎます。
今回ご紹介するDSMのPA4T技術を用いた製品「ForTii® Ace」は、ポリマーの新たな市場の獲得を目指した製品です。

高まる自動車の軽量化ニーズと金属代替ソリューションとしてのForTii® Ace


自動車業界では、世界的にCO2の排出規制が導入される動きが強まっています。例えばEUでは、自動車のCO2排出量を2025年までに、2021年比で15%減となる1キロメートル当たり85グラム、2030年までには同30%減の67グラムにするという野心的な規制が定められました。2015年には130グラムだった規制値が2030年には67グラムとなるということは、すなわち、自動車メーカーは48.5%の排出削減を実現させなくてはならなくなったと言えます。このCO2排出削減を実現するには、平均的な乗用車の重量から約200kg減らす必要があるとも試算されています。

こうした背景から軽量化のニーズが強まり、これまで耐久性、コスト面から金属材料が採用されてきた部品についても、プラスチック素材への置き換えが進んでいます。
応用例として、アルミ合金などの金属材料が使われてきたエンジンカバーなどの部品への採用が挙げられます。燃費規制を満たすためのさらなる軽量化を実現するには、ラジエータタンク、キャニスター、エンジンカバーといった構造部品にも、金属でなくエンプラを採用することも考えなくてはなりません。ForTii® Aceはこうした部品の金属代替に最適な素材です。

最高レベルの耐熱性


DSMのForTii® Aceは、その最大の特長として、ガラス転移温度の高さが挙げられます。例えばPA66のガラス転移温度は70℃程度ですが、ForTii® Aceの場合は160℃と高くなります。つまり高温度領域においても強度と剛性や強度に衰えがないことから、金属と同様の条件で使うことが可能なのです。
構造部の代表的なアプリケーションとして、EPS(電動パワーステアリング)ハウジング、エンジンカバー、エンジンマウントなどが挙げられます。EPSハウジングは安全部品の1つであり、低温から120℃までの高温になります。また、エンジンカバーはNVH(Noise,Vibration,Harshness)性能を保証するため、特に高温時の剛性が必要です。エンジンマウントはマイナス35度から150度までの広い温度域での性能が求められ、剛性と強度が必要となります。ForTii® Aceは、広い温度域への対応力から、こうしたアプリケーションに最適な素材であると言えます。

優れた耐薬品性


ForTii® Aceは優れた耐薬品も大きな特長です。酸、オイル、塩に対する優れた耐薬品性によって、さらに一歩進んだ金属代替が可能となります。例えば、以下の表から、トランスミッションオイルに長時間曝された状態でも強度に全く衰えが出ていないことがわかります。つまり劣悪な環境下でも金属と同様に使うことができるのです。

コネクター用途にも最適


ForTii® Aceは、電気・電子部品向けの素材としても注目されています。エレクトロニクス部品に要求される絶縁性や難燃性、加工・成形性、コストなどの重要な性能を確保しており、電子部品の小型化・高密度実装が可能となるためです。

例えば、コネクターに電子部品を実装する成形材料としてPA66などの汎用材を使用する場合、従来は部品が仮止めされた基板の裏側を加熱しながら半田を噴きあげて接着を行う「フロー半田付け」と呼ばれる手法が採られていました。ForTii® Ace PA4Tを用いる場合は、部品を仮止めした基板をオーブンに入れて全体を加熱しながらクリームはんだを溶かして接合する「リフロー半田付け」が可能です。このため、基板の表面だけでなく、裏面にも部品を搭載できるようになり、電子部品の実装可能な面積が大きく増えることになります。

PPA唯一のJEDEC MSL1対応


高速伝送系用コネクターをはじめとする電子部品で素材を採用するにあたっては、耐ブリスター性や耐トラッキング性の高さ、パワーリークや不良率の低さなどが、トラブルを抑制するために要求される非常に重要な性能となります。ForTii® Aceの耐ブリスター性はPPAの中で最も優れており、PPAで唯一、JEDEC(米国共同電子機器技術委員会)のモイスチャーレベル規格「MSL1」に対応しています。次世代自動車用途で注目されるCASEの実現には電子部品の集積化と高電圧に耐え得る優れた電気的性能が求められます。これら電子部品の開発に貢献できる絶縁材料として、ForTii® Aceは大きく貢献できるのです。

今回の記事にてご紹介したグレードについては、PlaBaseにも収録しております。

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PlaBase編集部
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