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植物由来樹脂のトレンド 分解性から非 分解性へ 高機能化のトレンド 化石原料由来 分解性あり 脂肪族ポリエステルなど 分解性なし 汎用樹脂 既存エンプラ 植物由来ポリ乳酸などポリアミド 11 低環境負荷のトレンド 高機能製品では 分解性はむしろ阻害要因 ポリ乳酸は ABC 技術で高機能化のトレンドに

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Academic year: 2022

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(1)

Arkema Property – Duplication prohibited 16

ポリアミド11の伝統的用途 エンプラとしての⻑い実績

⾃動⾞用燃料配管

●可塑化ポリアミド11

●柔軟性 加工性 耐劣化ガソリン性

●ほとんどの⾃動⾞メーカーで採用済み

トラック用エアブレーキチューブ

●可塑化ポリアミド11

●柔軟性 加工性 耐圧性 耐塩化カルシウム性

●ほとんどのトラックメーカーで採用済み

食器洗浄機バスケット

●粉体塗装用ポリアミド11粉末

●塗装性 基材密着性 耐熱性 耐薬品性

●欧米を中心に多くのメーカーで採用済み

ポリアミド11が採用されたのは植物由来原料が理由ではなく、エンジニア リングプラスチックとしての機能が認められたからである

(2)

Arkema Property – Duplication prohibited 17

植物由来樹脂のトレンド ⽣分解性から非⽣分解性へ

⽣分解性あり ⽣分解性なし

化石原料由来 脂肪族ポリエステル など

汎用樹脂 既存エンプラ 植物由来 ポリ乳酸など

ポリアミド11

高機能化のトレンド

低環境負荷のトレンド

2000年ごろから台頭したカーボンニュートラルの概念が、エンプラとして 既に実績のあったポリアミド11への注目を集める一助となった

● 高機能製品では⽣分解性はむしろ阻害要因

● ポリ乳酸は ABC 技術で高機能化のトレンドに対応するが、総合的物性はエンプラに達していない

(3)

Arkema Property – Duplication prohibited 18

植物由来樹脂としてのポリアミド11

パソコンコネクターカバー (2006年)

●非強化ポリアミド11

●新規モデルに採用

●柔軟性 + 耐屈曲疲労性 + 植物由来樹脂化

結束バンド(2008年)

●非強化ポリアミド11

●ポリアミド66を代替

●耐塩化カルシウム性が向上 + 植物由来樹脂化

エンジニアリングプラスチックのユーザーは機能を犠牲にしてまで植物由来 樹脂を使用することはなく、機能による差別化は採用の必須条件である。

デジタルカメラボディーキャップ (2008年)

●非強化ポリアミド11

●ポリエチレンを代替

●耐傷つき性が向上 + 植物由来樹脂化

(4)

Arkema Property – Duplication prohibited 19

ポリアミド11の⾃動⾞用途への展開

(5)

Arkema Property – Duplication prohibited 20

Tank & Fuel lines

CVT for Fuel Pump Modules

PA11 PA10.12 11

PA10.10

Others

Keys Cooling -SCR

Blow By

PA12 PA11

PA10.10

Air Intake Air conditioning

Under the hood

Chassis

Clutch line Vacuum

Brakebooster Air Management

PA 6.10 PA 6.12 70

90

PA12 PA11

PA10.10 PA10.12

11

Braking & suspension

Tie Flex

Fuel system

Quick Connectors

Multi layer Hot

Biodiesel

PA 6.10 PA 6.12 70

90 PA11 PA12

PA10.10

Tie Flex

採用例

(6)

Arkema Property – Duplication prohibited 22

Tie Flex

トレンド ●燃料透過規制の強化

●各種バリア層の提案 (EVOH, ETFE, PPS...)

燃料配管の多層化

(7)

Arkema Property – Duplication prohibited

クイックコネクター

トレンド ●接触する化学物質の多様化

●耐熱への対応

(8)

Arkema Property – Duplication prohibited

Plasticized Rilsan ® PA11

ADVANTAGES

END USERS

ALL MAJOR GLOBAL OEM’s in USA, EUROPE & ASIA

GOOD MECHANICAL PROPERTIES : Pressure, tensile, flexural...

ELASTIC MEMORY

CHEMICAL RESISTANCE (Fuel, greases, salts, acid...)

GOOD WEATHERABILITY

MEETS ALL KNOWN SAFETY STANDARDS

GOOD FITTING RETENTION

トラック用エアブレーキチューブ

(9)

Arkema Property – Duplication prohibited

燃料配管

(10)

Arkema Property – Duplication prohibited 25

150° ° ° °C

110-120° ° ° ° C 250° ° ° ° C

110-120° ° ° °C

150° ° ° °C

220-200° ° ° ° C

Metal Metal &

Rubber Complex solutions

(i.e. reinforced Rubber / FKM)

Cooling:

PA11

HPPA MLT solution PA12 Special Grade

Air Intake

TEEE, PA6, PA6-Alloy, Rubber

Metal / Rubber Solution Flexible Thermoplastic Solution

-

no solution

no solution

220-200° ° ° ° C

Rilsan® HT creates opportunities to replace metal in tubing that were previously unthinkable !

Rilsan® HT New class of

flexible PPA

⾦属とゴムの代替:Rilsan® HT

(11)

Arkema Property – Duplication prohibited 26

Intercooler

EGR cooler EGR valve

Injector

Blow-by Turbo

Air

Fuel

SCR DPF DOC

AdBlue Tank

Exhaust Gas

DPF (Diesel Particulate Filter)

SCR (catalyst) AdBlue® Tank

and Injection

DOC

(Diesel Oxy dation Cataly st)

EGR EGR Valve

Tubing Mixer SCR / AdBlue®

A ir M a n a g e m e n t

AggressiveMedia Mngt. Oil Mngt.

A q u e o u s M e d ia M n g t.

(exhaust gas

EGR

recirculation)

Air Intake

TOC

(Transmission Oil Cooling)

Blow-by

AdBlue® / SCR

(selective catalytic reduction)

Cooling

Fuel Mngt.

High Temperature Fuel Lines

Rilsan® HT の適用可能用途

(12)

Arkema Property – Duplication prohibited 27

Grades: Rilsan® HT CESV P010 TL

Case study: Powertrain - Aqueous Media Mngt.

Cooling lines

Replaced: Aluminium tubing / Rubber

Example:

Current Grade:

CESV (Black) P010TL

VOLVO Truck (US) - approved

BMW – approved, SOP (series 3,5,7 and hybrid / 2013)

Daimler – approved, SOP (e.g. Mercedes Class C / 2013)

冷却系への適用

(13)

Arkema Property – Duplication prohibited 28

Grade: Rilsan® HT CESV P010TL

Case study: High Temperature AdBlue

®

Line

Replaced: Aluminium tubing / Rubber

Status: Approved at PSA & Audi/VW,

Several car OEM (4*1 tubing)

• almost all German OEM

• french OEM

US OEM

Truck OEM

Key driver

Good resistance to AdBlue®

Outstanding long-term resistance to thermo-oxidative (cont. temp. up to 175°C with peaks up to 220°C) and

Chemical aging at high temperatures

Conclusion: Rilsan® HT is predestined for high temp.

SCR applications / AdBlue® line

HC

AdBlue®: 32.5% solution of urea in deionised water (freezing point of -11 ° C)

SCR: Selective Catalytic Reduction

► .

How does it work?

Oxyd. Catalyst

CO2 + water

NO NO + NO2

SCR catalyst

AdBlue (Urea) NH3 N2 + water

Exhaust gas

HC

Rilsan® HT 尿素 SCR への適用

(14)

Arkema Property – Duplication prohibited 29

Grade: Rilsan® HT CESV P010TL

Case study: Powertrain - Aggressive Media Management Blow By Line

Replaced: Aluminium tubing / HPPA with heat shield Status: Approved and in series prod. since Q3 2010

at VW (PV 3936) / AUDI / SEAT / Porsche / Bentley; Daimler, Mahindra, Ferrari / Maserati / Alfa Romeo, Chrysler

Models: VW groupe: < < < < all diesel engines (having a diesel particle filter, due to new Euro 5/6 regulation),

models/platforms starting with 2,0l & 1,6l engines, eg. Golf, Passat, Tiguan, A3, Skoda, …) < < < < all new 12 cyl. gasoline engines (e.g.A8, Phaeton, Bentley) Fiat groupe: < < < < e.g. for new V6 engines of Ferrari &

Chrysler for Maserati, Alfa Romeo, Chrysler Example:

Air Blow By Gas Ex haus t Gas

Combustion Chamber Piston Connecting rod

Crankshaft

Oil pan

Blow-by tubing

Air Intake Exhaust gaz

Rilsan® HT CESV P010TL

Crankcase

2 temp. classes:

160° ° ° °C

180 ° ° ° ° C

Rilsan® HT ブローバイへの適用

(15)

Arkema Property – Duplication prohibited 30

Grades: Rilsan® HT CESV P010-HP TL (tubing) Rilsan® HT GF reinforced (QC)

Connection by spin-welding

Case study: Powertrain - Oil Mngt. / Transport TOC (Transmission Oil Cooling)

Replaced: Metal, Rubber Tubing

Status: Approved at BMW, Greatwall

Models: will be in series for new platforms

Example:

Metal, Rubber Tubing replaced by:

Rilsan® HT CESV P010-HP TL Rilsan® HT GF reinforced (QC)

Gearbox

Transmission Fluid Cooler Radiator

Transmission Oil Cooler Hose

Rilsan® HT CESV P010-HP TL

Specification:

3000h oil 150 ° ° ° ° C / peak 175 ° ° ° ° C

Burst resistance: hot oil at 220° ° ° °C

Rilsan® HT TOC への適用

(16)

Arkema Property – Duplication prohibited 31

ポリアミド11の高圧水素機器への用途展開

写真提供:岩谷産業様

(17)

Arkema Property – Duplication prohibited 32

ポリアミド11は歴史と共に変貌を遂げてきた

1970 1980 1990 2000 2010

PA11

1930 1960

バイオポリマーとしての注目 エンジニアリングプラスチックとしての使用

1950 1940

PA66 商業化

PA6 商業化 PA12 商業化

PA11モノマー製造 プロセス確⽴

世界⼤戦 第二次

PA11 製造開始

2020

C O

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2 CH2 N

H n

C O

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2 CH2 N

H n

ポリアミド11は水素社会のドアをくぐれるか?

(18)

Arkema Property – Duplication prohibited

高圧水素機器向け材料

●水素耐性樹脂に求められる特性 水素バリア性

耐ブリスタ性(気泡による内部破壊)

耐水素脆性(クレーズ→クラックへの進展)

低温(-40℃)での繰り返し応⼒負荷への耐性

ゴム

ポリアミド

ポリオレフィン

フッ素樹脂

EVOH系

POM系 PPS系

エンプラ系スーパー

(19)

Arkema Property – Duplication prohibited

高圧水素機器向け材料としてのポリアミド11

水素バリア性 耐ブリスタ性

耐水素脆性

低温繰り返し応⼒負荷耐性

ポリアミド 加工性

耐薬品性 機械的強度 コスト

ポリアミド11 柔軟性

低温特性

押出加工性

(20)

Arkema Property – Duplication prohibited

水素ステーション充填ホース

出典:九州⼤学 ⻄村教授 第12回水素機器用エラストマー材料研究分科会(2015年2月4日)

(21)

Arkema Property – Duplication prohibited

水素ディスペンサーの充填ホース

写真提供:岩谷産業様

(22)

Arkema Property – Duplication prohibited

今後の課題

●ポリアミド11として

最適なポリマーの選定 成形条件の最適化

改質による特性向上の可能性

●充填ホースとして

ホースメーカーとの緊密な連携

●水素エネルギー社会全体として

樹脂メーカー全体としての情報発信

水素も漏らさぬ材料

(23)

Arkema Property – Duplication prohibited 38

まとめ

ポリアミド11は非可食油脂であるヒマシ油が原料

ポリアミド66と同時期である1930年代に開発され、1940年代に量産化

すでにエンジニアリングプラスチックとして⻑い実績を有する

2000年ごろから植物由来プラスチックとして注目され始めた

高圧水素機器向けの樹脂材料としての可能性

柔軟ポリアミドとしての特性を活かし、特に充填ホースでの評価が進⾏中

技術的な課題を産官学での連携で解決していく必要あり

ポリアミド11はすでに⾃動⾞燃料系チューブで⻑い実績を持つ

樹脂メーカーの水素エネルギー社会への貢献を更に情報発信していくべき

(24)

Arkema Property – Duplication prohibited 39

ご清聴ありがとうございました。

皆様と共に新しい市場が拓かれることを

期待しております。

参照

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