コンソーシアムが構造複合材料における麻と亜麻の使用を検討

スティーブン・ムーア 2022 年 7 月 15 日

ドイツ政府が資金提供する DuroBast プロジェクトは、複合構造コンポーネントの製造における靭皮繊維の使用に焦点を当てています。 このプロジェクトは、自動車やスポーツ用品のさまざまな用途向けの強化材として再生可能な靭皮繊維を使用した、熱成形可能な熱可塑性複合材料を開発することを目的としています。 初期の研究作業は、バスベローズ、センターコンソール、スノーボードなどの複合コンポーネントに焦点を当てていました。

亜麻、麻、イラクサなどの自生の靱皮植物は、何世紀にもわたって繊維の生産に使用されてきました。 その繊維はさまざまな特性を特徴としており、さまざまな製品の製造に適しています。 衣料品以外にも、これらの繊維は歴史的に袋、帆、ロープ、網などの技術用途に使用されてきました。 現在、靱皮繊維はその軽量構造の可能性により、燃料効率の高い自動車や電気自動車ソリューションの開発における興味深い代替材料となっています。 亜麻と麻のもう 1 つの利点は、破片が飛び散りにくいことであり、これは特に交通事故においてプラスの特性となります。

フラウンホーファー構造耐久性およびシステム信頼性研究所のリーダーシップの下、科学および産業界の 11 のパートナーを擁する学際的な研究コンソーシアムである LBF は、革新的なバイオベース材料の開発に取り組んでいます。 コンソーシアムのメンバーはバリューチェーンのあらゆる分野で専門知識を結び付けており、近い将来、プロジェクトの結果を自動車内装（ドアパネル）、スポーツ用品（スノーボード）、公共交通機関（バスベローズ）などの具体的な用途に応用することを目指しています。 。

プロジェクトパートナーは、Dräxlmaier GmbH & Co. KG、Gustav Gerster GmbH & Co. KG、Hübner GmbH & Co. KG、アーヘン工科大学繊維技術研究所、ライプニッツ複合材料研究所 GmbH、nova-Institute for Political and Ecological Innovation GmbH、 Rhenoflex GmbH、silbaerg GmbH、Wagenfelder Spinnereien GmbH、およびドルトムント工科大学材料試験工学部 (WPT) の教授。

靭皮繊維は吸湿性が高いため、プラスチックや耐久性のある用途で限られた範囲でのみ使用されてきました。 したがって、DuroBast プロジェクトの革新的な目標の 1 つは、改質によって繊維の吸湿性を低減し、それを糸、不織布、および布地に加工することです。 この目的を達成するために、繊維には前処理が行われます。 具体的には、繊維の空洞と繊維間の空間が熱可塑性プラスチックで満たされ、複合材料の損傷領域や切断端であっても吸水を防ぎます。 この目的を念頭に置いて、チームはさまざまな靭皮繊維の特性、さまざまなプロセス、およびさまざまな疎水剤の作用機序を調査し、比較しています。

長期的には 100% バイオベース材料の組み合わせを達成するために、研究チームはバイオベースポリマーマトリックスの使用にも努めています。 このプロセスにより、その後、天然繊維成分へのマトリックスの結合が改善されるはずです。 ここで、繊維から得られる糸、不織布、および布地は、意図される最終用途の要件を満たさなければなりません。 最適な繊維長、デニール、純度、強度を特定する。 紡糸方法。 この状況では、繊維の焙煎の程度が課題であることが判明しています。 選択されたすべてのコンポーネントは、加工性、経済効率、入手可能性、持続可能性の目標基準も満たさなければなりません。

亜麻に加えて、麻植物の利点も初期の調査で確認されました。 その気候条件によりドイツでの栽培が可能となり、世界的な物流状況が不確実な際にも安定した供給が可能となります。 麻の価格も亜麻繊維に比べて有利であり、麻の種子など、植物全体が医療および食品用途に利用できます。 ヘンプは栽培中に大量の二酸化炭素を濃縮する能力があるため、環境にも有利です。 繊維強化プラスチックにおいて、ヘンプは化石プラスチック成分を再生可能な代替物に置き換えることで、その成分の割合を減らすことができます。