車の進化を支える！高機能樹脂のスゴイ話
車を知りたい
先生、「高機能樹脂」って、普通のプラスチックと何が違うんですか？
自動車研究家
いい質問だね！実は「高機能樹脂」は、強度や耐熱性などが格段に優れたプラスチックのことなんだ。普通のプラスチックが形を保てないような熱や力にも耐えられるんだよ。
車を知りたい
へえー、すごいですね！じゃあ、どんなところに使われているんですか？
自動車研究家
自動車のエンジン周りや、飛行機の部品など、過酷な環境で使われることが多いかな。軽くて丈夫だから、金属の代わりとしても活躍しているんだよ！
高機能樹脂とは。
自動車用語における「高機能樹脂」は、一般的に「エンジニアリングプラスチック（エンプラ）」と呼ばれる高機能プラスチックを指します。樹脂は大きく汎用プラスチックとエンプラに分けられますが、エンプラは汎用プラスチックと比べて強度、弾性率、耐熱性、耐久性などあらゆる面で優れた高性能を誇ります。汎用プラスチックが日用品や包装材料に広く使われている一方で、エンプラは機械や装置の構造体、機能部品として金属に代わる素材として使用されています。例えば、ケース、ハウジング、歯車、リンク、締結部品などの機械要素に用いられ、その用途は家電製品、自動車、機械、事務機器など多岐にわたります。さらに、エンプラの中でも特に高性能なものは「スーパーエンプラ」と呼ばれています。
高機能樹脂ってどんなもの？
私たちの生活に欠かせない車。快適なドライブや安全性を支えているのは、エンジンやタイヤだけではありません。実は、目立たないところで活躍している「縁の下の力持ち」ともいえる素材があるのです。それが、近年ますます注目を集めている「高機能樹脂」です。
高機能樹脂とは、一般的なプラスチックよりも強度、耐熱性、耐薬品性など、さまざまな性能が向上したプラスチックのことを指します。軽くて加工しやすいというプラスチック本来のメリットはそのままに、より過酷な環境にも耐えられるように進化した素材と言えるでしょう。
車に使われる高機能樹脂の種類と特徴
自動車業界では、軽量化、デザインの自由度向上、高機能化のために、金属に代わる素材として高機能樹脂の採用が進んでいます。ここでは、車に使われる代表的な高機能樹脂の種類と、それぞれの特性について解説して行きます。
まず、高い耐衝撃性と軽量性を両立する樹脂として、ポリプロピレン（PP）やABS樹脂が挙げられます。ポリプロピレンは、バンパーや内装部品などに広く使用され、ABS樹脂は、ダッシュボードやドアトリムなど、強度が求められる箇所に採用されています。
次に、優れた耐熱性を持つ樹脂としては、ナイロン樹脂やポリアセタール（POM）樹脂があります。ナイロン樹脂は、エンジンルーム内の部品や燃料タンクなど、高温になる環境下で使用され、ポリアセタール樹脂は、ギアやベアリングなど、摩擦や摩耗に強い部品に適しています。
さらに、高い透明性と耐候性を兼ね備えた樹脂として、ポリカーボネート（PC）樹脂が挙げられます。ポリカーボネート樹脂は、ヘッドランプレンズやサンルーフなど、透明性と強度が求められる部品に利用されています。
このように、車に使用される高機能樹脂は、それぞれ異なる特性を持っています。そして、これらの樹脂の特性を活かすことで、自動車の軽量化、デザインの自由度向上、高機能化が実現されているのです。
高機能樹脂が自動車にもたらすメリット
近年、自動車業界において、高機能樹脂の採用が急速に進んでいます。金属に代わる素材として注目される理由は、その優れた特性にあります。
まず挙げられるのが軽量化への貢献です。高機能樹脂は、鉄やアルミニウムなどの従来の金属材料と比べて比重が小さいため、車体の軽量化に大きく貢献します。 燃費向上やCO2排出量削減は、自動車メーカーにとって喫緊の課題ですが、高機能樹脂の採用は、これらの課題解決に大きく貢献すると言えるでしょう。
また、高機能樹脂は、設計の自由度が高いことも大きなメリットです。複雑な形状にも容易に成形することができるため、デザイナーはより自由な発想で、デザイン性と機能性を両立した自動車を生み出すことが可能になります。
さらに、高機能樹脂は、耐衝撃性、耐熱性、耐薬品性など、様々な特性において優れた性能を発揮します。過酷な環境下でも使用できるため、自動車の安全性や耐久性の向上にも大きく貢献しています。
高機能樹脂の利用事例
高機能樹脂は、その優れた特性から車の様々な部分に活用されています。特に、軽量化による燃費向上が求められる現代の自動車において、高機能樹脂は欠かせない存在です。
例えば、車のバンパーは、かつては金属製が主流でしたが、現在ではほとんどが高機能樹脂に置き換わっています。これは、高機能樹脂が金属に比べて軽量であると同時に、衝撃吸収性にも優れているためです。また、車の内装部品にも、高機能樹脂が多く使用されています。ダッシュボードやドアトリムなど、デザイン性と質感が求められる部品に、高機能樹脂は最適です。
さらに、エンジン周りの部品にも、高機能樹脂が使われ始めています。高温・高圧といった過酷な環境に耐えられる高機能樹脂が登場したことで、エンジンの軽量化や高性能化が進んでいます。このように、高機能樹脂は、車の進化に大きく貢献していると言えるでしょう。
今後の展望
高機能樹脂は、自動車の進化において今後も重要な役割を担っていくことが予想されます。特に、電気自動車や自動運転車の普及は、高機能樹脂にとって大きなチャンスとなるでしょう。
電気自動車では、軽量化による航続距離の延長が課題となっており、金属部品をより軽い高機能樹脂に置き換える動きが加速しています。また、自動運転システムのセンサーやカメラ、LiDARなどの搭載に伴い、電波透過性や耐熱性に優れた高機能樹脂の需要も高まっています。
さらに、環境負荷低減の観点から、植物由来のバイオプラスチックや、リサイクルしやすい高機能樹脂の開発も進んでいます。このように、高機能樹脂は、次世代自動車の開発において、その可能性を大きく広げていくことが期待されています。