しなやかでタフなポリマー材料を創出 －ナノアロイ®による超微分散化の実現でプラスチックの適用範囲を大きく拡大―

東レ株式会社

東レ株式会社（本社：東京都中央区、社長：日覺昭廣、以下「東レ」）は、このたび、ポリアミド6（以下「PA6樹脂」）が持つ高い耐熱性、剛性、強度を維持しながら、繰り返し折り曲げ疲労耐久性を従来の15倍まで飛躍的に高めた新規ポリマー材料を創出しました。
　本開発品は自動車、家電製品、スポーツ用品など疲労耐久性が必要な用途に広く展開が期待できます。2021年度から本格的なサンプルワーク開始を目指すとともに、幅広い工業材料分野で用途展開を進めてまいります。

PA6樹脂は、優れた耐熱性、剛性、強度を有しているエンジニアリングプラスチックで、自動車のエンジンルーム内部品や、家電製品の筐体などに多く用いられています。PA6樹脂に材料の寿命に関連する疲労耐久性を付与するには、柔軟なエラストマー1)を配合しますが、疲労耐久性を向上させると耐熱性、剛性、強度が低下するトレードオフの関係があり、PA6樹脂が持つ特性を維持しつつ、高い疲労耐久性を実現する新規材料の開発は長年の課題でした。

　東レは、外力が加わった際に可動可能な構造を有するポリマーとして、分子結合部がスライドするポリロタキサン2)に着目し、ポリロタキサンをPA6樹脂中に均質に微分散化することで、PA6樹脂の特性と疲労耐久性の両立を目指しました。そこで当社独自のナノテクノロジーであるナノアロイ®3)による精密アロイ制御技術を駆使し、PA6樹脂中に、ポリロタキサンを最大限の効果発現が期待できるPA6結晶構造サイズの数10nmに微分散化することに成功しました。このしなやかな応力分散機構により、PA6樹脂が持つ高い耐熱性、剛性、強度を維持しながら、繰り返し折り曲げ疲労耐久性を従来の15倍まで高めた新規ポリマー材料を創出しました。

本開発品は、高輝度放射光X線(SPring-8)4)による試験において、外力を受けた際にPA6樹脂の結晶構造変化が抑えられることを確認しています。今後、自動車、家電製品、スポーツ用品など疲労耐久性が必要な用途への展開を進めるとともに、繰り返し折り曲げが要求される部材等の新規用途開拓を推進してまいります。

　東レは、「有機合成化学」、「高分子化学」、「バイオテクノロジー」そして「ナノテクノロジー」という東レのコア技術を駆使し、企業理念である「私たちは新しい価値の創造を通じて社会に貢献します」の具現化に取り組んでまいります。

以上

<用語解説>
1)エラストマー:
英語の「elastic(弾性がある、伸縮性がある、引き伸ばされても元に戻る)」と「polymer(重合体)」を組み合わせた造語で、
弾性を持った高分子の総称。

2)ポリロタキサン:
リング状の分子をひも状の分子が貫通した、数珠やネックレスのような構造を持ったポリマー。

3)ナノアロイ®:
複数のポリマーをナノメートルオーダーで微分散させることで、従来材料と比較して飛躍的な特性向上を
発現させることができる当社独自の革新的微細構造制御技術。(ナノアロイ®は、東レ株式会社の登録商標。)

4)高輝度放射光X線(SPring-8):
放射光とは、荷電粒子が磁場で曲げられるとき、その進行方向に放射される電磁波のことであり、高輝度で、
指向性が高い特徴を有す。高輝度放射光X線(SPring-8)は、世界最高性能の放射光を利用することができる大型の実験施設。