2013年12月10日09:19
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第19屆國際塑料和橡膠博覽會（K展）“K2013”于10月16～23日在德國杜塞爾多夫舉行（圖1）。業(yè)界目前正在推進(jìn)提高樹脂強度以實現(xiàn)輕量化方面的研究，并在進(jìn)一步推進(jìn)生物塑料的普及，本文將以筆者關(guān)注的技術(shù)為中心介紹一下本屆展會的情況。
圖1：K2013會場
有來自世界各地的約22萬人參加。（c）Messe Düsseldorf GmbH（2013，Germany）
利用長8mm的長纖維強化樹脂
利用纖維來增強樹脂、通過提高樹脂強度實現(xiàn)輕量化的技術(shù)之一就是使用長玻璃纖維（LFT）。德國阿博格公司（Arburg）展示的射出成型機配備了從纏繞LFT的卷盤直接向加熱筒供給纖維的構(gòu)造。通過展示可以看到，是在樹脂基本全部融化時、也就是在螺旋桿最后的尖端位置輸送LFT。成型品中可以看到8mm左右的長纖維，強度得到大幅提高。主要用于尺寸較大的產(chǎn)品，比如汽車保險杠和車門模塊等，此外還打算用來實現(xiàn)飛機和鐵路等的內(nèi)飾部件的輕量化。
通過提高強度來減輕重量方面，最佳選擇是碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料（CFRP），但CFRP的成本太高。而已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域的玻璃纖維增強樹脂基復(fù)合材料（GFRP）雖然成本低，但比重大，就目前來看輕量化的效果有限。LFT有望解決這些課題。
德國拜耳公司（Bayer）和德國巴斯夫公司（BASF）都通過概念展示宣傳了輕量化。拜耳展示了以聚碳酸酯（PC）為中心構(gòu)成車體的概念車“HAVAL E”（圖2）。該車是與中國長城汽車公司共同開發(fā)的，通過在前窗玻璃、SAN天窗和車身全部采用樹脂，有望大幅實現(xiàn)輕量化。巴斯夫展示了一款史無前例的概念車——采用聚氨酯（PUR）、環(huán)氧樹脂以及多種熱可塑性樹脂等20多種樹脂（含發(fā)泡體）制成的自行車。向與會者介紹了日常生活中的產(chǎn)品實現(xiàn)輕量化帶來的優(yōu)點（圖3）。
圖2：利用樹脂構(gòu)成車體的概念車（德國拜耳公司）
全面采用聚碳酸酯，大幅實現(xiàn)輕量化的同時，提高了設(shè)計性。（c）Messe Düsseldorf GmbH（2013，Germany）
圖3：樹脂自行車的概念款（德國巴斯夫公司）
利用20多種樹脂實現(xiàn)了輕量化。（c）Messe Düsseldorf GmbH（2013，Germany）
改進(jìn)成型方法
新成型方法的展示也引人矚目。在生物塑料領(lǐng)域，WPC（Wood Plastic Composite，木塑復(fù)合材料）吸引了筆者的目光（圖4）。德國萊芬豪舍公司開發(fā)出了直接WPC擠出成型機，可制造含70％（質(zhì)量比）木粉和30％聚丙烯（PP）的復(fù)合材料。在住宅建材、窗框及內(nèi)飾等領(lǐng)域，利用生物資源的成型技術(shù)受到了與會者的關(guān)注。WPC在北美每年有100萬噸以上的需求，預(yù)計今后歐洲和亞洲的需求也將擴大。
圖4：木粉增強樹脂的利用示例（德國萊芬豪舍公司）
泳池邊乍一看像是木床的躺椅采用木粉增強樹脂制造。此外，還有望用于木甲板的地板材料等。（c）Reifenhauser Extrusion Technology GmbH＆Co.KG（2013，Germany）
此外，本屆K展上還有針對一次射出100多個產(chǎn)品的一模多穴射出成型，將熱流道與模具傳送技術(shù)組合在一起的展示。德國Foboha公司開發(fā)出了利用底面為正方形的長方體作為模具的模芯托板、以90°為單位旋轉(zhuǎn)利用4個面的“CUBE MOLD”，在本屆展會上進(jìn)行了展示。夾在兩個孔穴間的長方體模芯隨著模具的開合而旋轉(zhuǎn)，在沒有對著孔穴的面可以進(jìn)行成型品的更換和組裝等作業(yè)。通過組合熱流道，實現(xiàn)了少廢料、高循環(huán)的成型技術(shù)（圖5）。此外還有在模芯托板的正反兩面成型，由此增加了成型數(shù)量的層疊模具技術(shù)的展示。
圖5：可實現(xiàn)少廢料、高循環(huán)成型的“CUBE MOLD”（德國Faboha公司）
帶藍(lán)色成型品的部分為模芯，其左右為孔穴。（c）Messe Düsseldorf GmbH（2013，Germany）
超臨界微細(xì)發(fā)泡射出成型技術(shù)“MuCell”在汽車部件的輕量化方面進(jìn)入增長期，對很多零部件的輕量化做出了貢獻(xiàn)。模芯后退控制技術(shù)是在成型時使模芯及時后退的技術(shù)，利用該技術(shù)有望進(jìn)一步實現(xiàn)輕量化；MuCell與模具的快速加熱和快速冷卻技術(shù)組合可改善成型品外觀。這些技術(shù)開發(fā)還在繼續(xù)，此外還在推進(jìn)新的應(yīng)用開發(fā)，比如用于通過氣體溶解效果降低了樹脂粘度的薄型一次性容器等。
據(jù)K2013參展商委員會介紹，此次展會共有來自120個國家的21.8萬人到場參觀，有3218家公司參展。預(yù)計到2016年，全球樹脂消費量將以年均4％的增長率增長，其中最大的消費地是亞洲市場，占全球的44％。日本此次有28家公司參展，從展位的情況還可以看出，與靠近最大消費地的日本之間的業(yè)務(wù)受到了世界各國的期待。（作者：小松道男, 日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿）
