熱可塑性エラストマーの技術トレンドと市場動向

自動車・住宅・医療・食品包装・農ビ等には塩化ビニル樹脂に可塑剤を混ぜた軟質塩ビが用いられてきた。可塑剤にはアレルギー物質として懸念されているオルトフタル酸エステル (Ortho Phtalate) が主に用いられてきたが、他の可塑剤に代替えが進んでいる。軟質塩ビは低温で硬くなり割れやすいため、エアバッグ開裂性が要求される自動車用のインストルメントパネルやドアトリムには適さない。低温でもフレキシブルなポリオレフィン系熱可塑性エラストマーに代わっている。また耐摩耗性や低温屈曲性が要求される自動車用シート表皮は強靱なウレタン系エラストマー (合成皮革) に代りつつある。 　米国カリフォルニア州ではZEV (Zero Emission Vehicle) 、ヨーロッパでは二酸化炭素 (CO2) 排出量規制、中国やインドでは深刻な大気汚染対策のため内燃機関からの脱却 (電動化) が急速に進んでいる。自動車内装材も燃費向上に寄与するため軽量化が重要な観点となっている。 　従来高級車は本革が主流だったが、米国のPETA (People for the Ethical Treatment of Animals:動物の倫理的な扱いを推進する団体) やイギリスやインドのVegan (完全菜食主義者) によるアニマルフリー化の要求が強くなり、テスラーモータースも本革からウレタン系エラストマー製レザーに代えている。しかしウレタン系エラストマーは耐薬品性 (特に近年消毒剤として使用されるエタノール) に劣っている。ウレタン系エラストマーに代わる耐薬品性の高いエラストマーとしてシリコーン系、ポリエステル (TPC) 系等が登場している。 　インストルメントパネルは、タッチパネル化による操作なに変化して構造が大きく変化している。近年は身近に感じる環境変化によりカーボンニュートラル化 (化石炭素排出抑止) が最優先課題になり、本革や塩ビ (炭素より塩素の重量比率が高い) や天然繊維 (木綿や麻等) ・再生繊維 (レーヨン等) が復活している。本講座では、めまぐるしく変化する社会・地球環境を理解して熱可塑性エラストマーの今後の方向を示す。

1. はじめに
   1. 最新情報をもとに自動車の未来を考える
   2. 人や環境への配慮
      • VOC (ボラタルオーガニックコンパウンズ)・SVOC (セミボラタルオーガニックコンパウンズ) の低減
      • 臭いの低減
      • アミンフリー対応によるウレタン発泡体の減少
      • 軽量化
      • アニマルフリー化 (VEGAN)
      • 抗菌・抗ウイルス等のMaaS (マース:Mobility as a Service) 対応
      • 本革や塩ビや木綿等の復活
2. エラストマーの種類
   1. 塩化ビニル系
   2. オレフィン系
   3. ウレタン系
   4. スチレン系
   5. エステル系
3. 自動車用エラストマー
   1. 自動車メーカー (OEM) ,部品メーカー (Tier1) の動向
   2. 内装表皮材メーカー (Tier2) の動向
   3. インパネ・ドアトリム用エラストマー全体像
      • インモールドグレイニング (IMG) 用TPO
      • PUスプレー
      • パウダースラッシュ成形 (SPM) 等
   4. インストルメントパネル・ドアトリム詳細
      1. オレフィン系熱可塑性エラストマー
         (TPO:Thermoplastic polyolefin) の増加
         1. 工程概要
            • 配合 (安定剤処方等)
            • フィルム成形
              • 押出成形
              • カレンダー成形
            • 表面活性化処理
              • コロナ
              • プラズマ
            • 表面処理
              • 表面処理剤と処理機の選定
              • 水性化
         2. TPOへの電子線架橋技術
         3. 電子線架橋ポリプロピロピレン発泡体製造技術
         4. 電子線架橋エラストマー発泡体によるスコアレス化 (エアバッグ開裂用溝加工無し)
      2. ハンドラップ用イミテーションレザー
   5. 座席表皮 (シートカバー) 用エラストマー
      1. 本革
         • クロムの使用
         • 臭い
         • 重い
         • 動物保護団体の圧力
         • しかし化石由来炭素不使用 (カーボンニュートラル) のため増加傾向
      2. 塩ビレザー
         • カレンダー法
         • キャスティング法
      3. ウレタン/塩ビ ハイブリッドレザー
      4. ウレタンレザー
         1. 合成皮革 (スキン層有り)
            1. 溶剤タイプコーティング法:
               • 下層ハイソリッドタイプによる溶剤低減
            2. 水性タイプコーティング法:
               • 発泡層の形成方法
            3. ホットメルトコーティング法:
               • 発泡層の形成方法
         2. 人工皮革 (スキン層無し:スェード) :
            • 環境に優しいマイクロファイバー
         3. 熱可塑性ポリウレタン (TPU:Thermoplastic polyurethane) レザー
      5. 新規レザーの動向
         • ポリエステルレザー
         • シリコーンレザー
   6. 座席用ウレタンフォーム代替え:
      • ポリエステルエラストマークッション体
      • ウレタンエラストマー発泡ビーズ
   7. 未来感とエラストマー
      • モーフィングスイッチ (Morphing switch) 対応エラストマー:
        • ステルススイッチ (Stealth switch) やステルスボタン (Stealth button) とも言う
        • スライドリングマテリアル (SLM) や熱可逆架橋ゴム
   8. タイヤ用ゴム代替えエラストマー
   9. ヘッドランプレンズ用シリコーンエラストマー
   10. グラスランチャンネル・ウェザーストリップ用エラストマー
   11. 外装用エラストマー:バンバー等
4. 住宅用エラストマー
   1. 床材:塩化ビニルが主流
   2. 窓枠及びシーリング材
5. 医療用エラストマー
   • 中国・ヨーロッパではスチレン系・シリコーン系エラストマーの増加
   • 医療用ロボットの人肌近似エラストマーの動向
6. これから
   • カーボンニュートラル対応エラストマーの開発動向