炭素繊維強化ポリアミド樹脂 UDテープ(Uni-directional Tape)の開発

2022.10.11

技術・製品紹介

炭素繊維強化ポリアミド樹脂 UDテープ(開発品)

旭化成は、重厚な金属部品の樹脂化提案に向け、熱可塑性樹脂コンポジット材料のラインアップ化を推進しています。

旭化成のUDテープ(Uni-directional Tape、一方向連続繊維強化材料)は、一方向に引き揃えた炭素繊維にポリアミド樹脂を含浸させたテープ状の材料です。下の図に示す通り、比強度・比剛性等の機械物性に優れ、自動車部品、電気・電子部品、航空機部品、スポーツ・レジャー用品、建築材料など、幅広い領域における金属部品の樹脂化による軽量化および製品使用・輸送時における温室効果ガス削減に貢献します。

また、UDテープは他の可塑性樹脂材料と溶着が可能であり、形状自由度に優れる射出成形品と組み合わせたマルチマテリアル構造体を構成することで、射出成形では強度・剛性を理由に実現できなかった金属代替・軽量化を達成できる可能性があります。

UDテープの代表的物性・金属との比較旭化成のUDテープの代表的物性・金属との比較

活用提案①:ワインディング工法による各種パイプ

UDテープを加熱しながらマンドレル(軸芯) に連続的に巻き付けるワインディング工法により、高強度のパイプ部品や補強用リング状成形体を作製することができます。

UDテープを用いた高強度パイプ部品UDテープを用いた高強度パイプ部品

活用提案②:インサート成形による構造補強

インサート成形は、プレス成形やオートテープレイアップで作製したUDテープ成形体を金型に配置し、そこへ射出成形を行うことで、補強構造をもつ一体化された部品を得る方法です。

上記のワインディング工法により作製したUDリングに、インサート成形を実施し、90℃50%RH環境下における引張特性を比較したところ、0.4mm厚みのUDテープ補強により引張強度が約2倍に向上しました。

90℃50%RH環境下における引張特性の比較90℃50%RH環境下における引張特性の比較

活用提案③:チョップ材による複雑形状

UDテープをスリット・裁断した矩形チョップ材を、加熱プレス成形することで、厚肉部品やリブ付き部品の作製が可能です。

(加熱プレス成形条件例:溶融温度:260~280℃、取出温度:80~100℃、加圧力:3~5MPa、加圧溶融時間:5~10分)

UDテープチョップ材の活用イメージUDテープチョップ材の活用イメージ

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