【汽车磨砺环保材料1】“丰田指针”xx材料开发快速推进

产品发布后1个月内接到1万4000辆订单。丰田的混合动力车“SAI”在2009年12月7日上市之前就已接获近销售目标值5倍的订单。虽然该车型价格在338万～426万日元之间、属于高级轿车，但与小型车相当的低燃耗获得了消费者的首肯。

其实，SAI除了混合动力车这一卖点外，环保也是一大卖点。占车内表面积60％的部位采用了植物性树脂。产品目录特意拿出很大篇幅来介绍这一特点，由此可见对它的重视程度。

过去从未有过使用如此之多植物性树脂的汽车。因为以前还没有能够满足汽车高标准要求的材料。SAI的问世则证明这种状况已大为改观。

丰田汽车{lx1}于其他公司使用植物性树脂绝非偶然。该公司早就制定了远大方针。2003年6月公布的“Toyota Recycle View”表示：“2015年之前将确立汽车树脂部件的20％（重量比）使用植物性树脂或可再生材料等环保材料的技术”。

日本的电子行业也有过与此相同的设想。1998年，当时的夏普社长町田胜彦公开表示“2005年之前，将日本国内销售的电视机都换成液晶电视”，之后这一“公约”精彩地变为现实，相信读者对此记忆犹新。“町田宣言”与丰田的方针有相同之处。“首先提出看似轻率的大目标，由此带动周边企业，使得整个行业的技术水平大幅提高”（精通汽车技术的分析师）。

不容置疑的是丰田的方针加快了材料领域的开发。“丰田的方针即使在经济不景气导致业务环境发生变化的今天也丝毫没有动摇，这对我们的技术开发形成了很大的支持”（某材料厂商技术人员）。坚定不移的丰田方针和在此方针xx下材料厂商的顽强拼搏的结果，在成功上市的SAI身上表现得淋漓尽致。植物性树脂等环保材料经过“汽车的磨砺”，迈入了新的发展阶段。

【汽车磨砺环保材料2】汽车用途的高标准催生性能“＋α”的材料

虽然能够宣传企业的环保对策，但却存在成本及性能方面的问题……。这一一直困扰环保材料的“常识”开始悄悄地变化。不但能够满足性能要求，而且还具备“＋α”性能的环保材料接连问世。

“不仅环保性能优良，而且还可降低成本”。

2009年10月下旬至11月上旬举办的“第41届东京车展”上，电装公司的解说员对参观者不停地这样介绍。该解说员介绍的就是汽车发动机室使用的热交换器水箱。这种水箱以使用由植物制造的“植物性树脂”有利于环保为卖点，但同时还具有价格比原来使用石油类树脂大幅下降的特点。

虽然几乎没有公开过，其实这种水箱已从2009年7月起开始在丰田的中型轿车“凯美瑞”的部分车型上使用。电装表示，“此外还有很多种车辆已经决定采用”。

负面“常识”开始转向性能“＋α”

一直伴随环保材料的负面“常识”开始悄然出现变化（图1）。

图1：环保材料的“常识”开始改变。

“虽然能够满足环保需求，但成本及性能等方面却一直存在课题”，在环保材料方面，颠覆这种常识的实例开始接连出现。其背景在于满足汽车高标准的材料开发日趋活跃。

“尽管能够满足环保需求，但在成本及性能等环保以外的方面却总是不尽人意……”。这是环保材料目前还无法回避的现实。比如，从摆脱对石油资源的依赖以及比石油类树脂更有利于减排CO2等观点出发，从数年前开始，电子行业陆续出现在个人电脑及手机等产品中部分采用植物性树脂的尝试。但实际上，植物性树脂最多只能够满足环保诉求，而对于成本及性能，只好在某种程度上睁一只眼闭一只眼。

但近来除了能够满足环保诉求外，同时还具备“＋α”特征的材料接连被开发出来并实用化（图2）。例如，出现了同时具备“廉价”、“轻量”、“手感好”等特点的材料。这些材料颠覆了以往的常识，除了拥有环保性能外还明显兼具其他优点。

图2：拥有“附加特点”的植物性树脂相继被汽车采用。 比原来的石油类树脂更具优势的植物性树脂开始被汽车采用。

电装开发的“廉价”热交换器水箱即为其中的典型。关于成本比使用石油类树脂的水箱低多少，该公司并未明说。但该公司表示，“即使除去更换生产线以适应材料变更等方面的成本，仍具有充分的优势”，估计成本差距绝非微不足道。

该水箱使用的材料是以蓖麻籽提炼的蓖麻油为部分原料的“聚酰胺（尼龙）610”。由利用蓖麻油制成的皮脂酸葵二酸，与源自石油的己二胺按照6:4的比例聚合而成。该材料由美国杜邦公司（Du-Pont）开发。而原来的水箱使用的是在聚酰胺66中添加聚酰胺612制成的材料。

充满魅力的实例接连出现

丰田于2009年12月7日上市的混合动力车“SAI”也采用了具备“＋α”特点的环保材料。这是一种以“轻量”为卖点的植物性树脂制车门饰板基材（图2（b））。与原来使用聚丙烯的基材相比，每m3减轻了约35％。

对于燃效的提高以及随之带来的CO2减排效果，重量轻这一特点是具有直接关系的重要因素。SAI的4扇车门均采用了该基材，减轻了重量。该基材使用的是由植物原料洋麻纤维与玉米等制成的聚乳酸混合而成的材料，是丰田汽车与丰田纺织和东丽共同开发的。

具备“＋α”特点的案例举不胜举。三菱汽车轻型车“帕杰罗迷你”在经销商选配项中备有表面绒毛部分使用植物性树脂的脚垫（图2（c））。与原来使用石油类材料的脚垫相比，“触感较好”（三菱汽车）。

与前面提到的水箱及车门饰板基材等相比，脚垫更加贴近用户的驾驶生活。如果乘客赤脚乘坐的话，就会直接接触到皮肤。出色的触感也取决于三菱汽车果断采用的材料。其所使用的材料是由植物制造的1,3-丙二醇与源自石油的对苯二酸聚合而成的“聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）”。材料由杜邦开发而成。

此外，马自达还在2009年3月开始租售的氢混合动力车“普利马氢转子发动机混合动力车”的部分内装部件中使用了植物性树脂。马自达表示“与源自石油的聚丙烯相比，弹性率高1.5～3倍”。尽管目前为止该性能尚未与具体的特点联系起来，但该公司认为，通过“充分利用高弹性率来减薄部件的板厚，有望减轻重量”。

【汽车磨砺环保材料3】由汽车向更广泛领域拓展

源于汽车的高要求

颠覆常识的环保材料接连问世的原因在于汽车成为了应用环保技术的主要对象。

在掀起节能车热潮的汽车行业，电动汽车、插电混合动力车及燃料电池车等电动化技术成为目前的竞争中心。不过，正如丰田汽车提出将在2015年之前确立20％的内装树脂使用环保材料的方针所显示的那样，各汽车厂商都将环保材料明确定位于下一竞争的核心（图3）。“电动化技术之后将是植物性树脂等环保材料”（三菱汽车）。

图3：在材料方面展开竞争

汽车厂商开始将环保材料定位于继目前的竞争主战场即电动化技术之后的竞争中心（a）。丰田“SAI”在用户容易看到的位置加上了环保材料标志（b）。

着眼于这一发展方向，汽车厂商当然也包括材料厂商等，近几年来都在非常积极地开发环保材料。通过将在耐热性及抗冲击性等各种性能方面具有高标准要求的汽车作为应用对象，材料技术实现了大幅度进步。

例如在植物性树脂方面，能够实际使用的材料种类比原来迅速增加。数年前能够使用的材料基本上还只有聚乳酸一种，而最近不同，大幅改进聚乳酸的材料以及聚乳酸以外的材料也变成了可实际选择的对象。

以前面提到的电装开发的水箱而言，由于该部件是在发动机室内的高温环境下使用，而且还要发挥循环冷却水的作用，因此耐热冲击性的要求极高。另外，对于积雪地带等处使用的融雪剂中所含有的Ca，还要具有充分的耐受性。在这样的部位xx不能使用原来的聚乳酸。电装通过对满足上述条件的植物性树脂竭力进行研究，终于找到了聚酰胺610这一{zj0}选项。虽说成本比原来在聚酰胺66中添加聚酰胺612的材料低这一点“xx是运气”，但仍不失为面向汽车的高要求推进技术开发而实现了具有“＋α”特点的典型案例。

汽车也向无铅化发展

在环保材料方面，面向汽车用途的开发日趋活跃的并非仅仅是植物性树脂。无铅粘合剂也引起了极大关注（图4）。欧洲的“ELV指令”由于禁止使用环境负荷物质，因此加快了无铅粘合剂的采用进程，这一趋势在汽车行业尤为明显。虽然目前指令的内容在不断变化，但估计2016年以后，对于需要在欧洲进行新车注册的车辆而言，原则上其部件除部分外很有可能必须要达到无铅化要求。

图4：两种环保材料备受关注。

在环境材料方面，面向汽车用途的开发日趋活跃的是植物性树脂和无铅粘合剂。

在这种情况下，耐热性等可满足汽车要求严格的无铅粘合剂的技术开发开始大幅推进。作为其中之一，导电性粘合剂备受关注，包括可靠性评测方法的确立等在内，技术水平正在迅速提高（图5）。

图5：导电性粘合剂受到极大关注

使用导电性粘合剂的安全气囊用加速度传感器的底板。摄影：东海理化。

由汽车向更广泛领域拓展

经过“汽车磨砺”的植物性树脂及无铅粘合剂等环保材料实现了新的技术进步。如果在汽车领域得到全面采用，同时通过量产降低材料成本，并建立起供应体制，便有望使环保材料的应用范围最终扩展至包括家电产品在内的更广泛领域（图6）。例如，前面提到的导电性粘合剂就有望应用于在不远将来实现大幅扩展的“印刷电子”领域。原因是导电性粘合剂不仅具有出色的耐热性，而且粘合温度也比普通焊锡低。可以说，对于使用低耐热性材料的印刷电子而言，是最合适的材料。

图6：经过汽车领域的磨砺，用途有望扩大

环保材料的良性循环已经开始。经过汽车领域的磨砺，环保材料最终将在家电产品领域及新的领域得到广泛应用。

当然，这样的良性循环才刚刚开始，是否能够如愿发展还不得而知。不过，大量使用植物性树脂的丰田SAI已经获得丰厚订单，今后的发展趋势也许将由此加快。（全文完，记者：小谷 卓也）