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長繊維ガラス強化ポリプロピレン樹脂とは、ガラス繊維長10～25mmの改質ポリプロピレン複合材料を射出成形などの工程を経て立体構造に成形したもので、LGFPPと略される。優れた総合性能を持つため、長繊維ガラス強化ポリプロピレンは自動車分野でますます広く利用されている。

射出成形品では、長繊維ガラスが千鳥状に配置され、三次元ネットワーク構造を形成します。ポリプロピレン基材が燃焼した後も、長繊維ガラスネットワークは一定の強度を持つガラス繊維骨格を形成しますが、短繊維ガラスは一般的に燃焼後に強度を持たない繊維骨格となります。この現象は主に、強化繊維の長さ対直径比が強化効果を決定することに起因します。充填材や、臨界アスペクト比が100未満の短繊維ガラスは強化効果を発揮しませんが、臨界アスペクト比が100を超える長繊維ガラスは強化効果を発揮します。

金属材料や熱硬化性複合材料と比較して、長繊維ガラスプラスチックは密度が低く、同じ部品の重量を20%～50%削減できます。長繊維ガラスプラスチックは、複雑な形状の成形可能な形状など、設計者に優れた設計の柔軟性を提供します。使用する部品点数と一体化部品の数を減らすことで、金型コストを削減し（一般的に、長繊維ガラスプラスチック射出成形金型のコストは金属プレス金型のコストの約20%）、エネルギー消費量を削減し（長繊維ガラスプラスチックの生産エネルギー消費量は、鉄鋼製品のわずか60%～80%、アルミニウム製品の35%～50%）、組み立てプロセスを簡素化します。

自動車部品における長繊維強化ポリプロピレンの応用

長繊維強化ポリプロピレンは、自動車のダッシュボード本体フレーム、バッテリーブラケット、フロントエンドモジュール、コントロールボックス、シートサポートフレーム、スペアパーツ、マッドガード、シャーシカバー、遮音材、リアドアフレームなどに使用されています。

フロントエンドモジュール：自動車のフロントエンドモジュールでは、LGFPP（LGF含有量30%）素材を使用することで、ラジエーター、スピーカー、コンデンサー、ブラケットなど10個以上の従来の金属部品を一体化できます。金属部品よりも耐腐食性に優れ、密度が低いため重量が約30%削減され、設計の自由度も高まります。選別や加工なしで直接リサイクルできるため、製造コストを削減でき、コスト削減において大きなメリットがあります。

インストルメントパネル本体の骨格：インストルメントパネルの骨格材料として、LGFPP材料を使用すると、充填PP材料よりも強度、曲げ弾性率、流動性が向上します。同じ強度であれば、インストルメントパネルの設計厚みを薄くして軽量化でき、一般的に約20%の軽量化効果が得られます。同時に、従来の複数の部品で構成されていたインストルメントパネルブラケットを単一モジュールに開発できます。さらに、フロントデフロストダクト本体とダッシュボードの中間フレームの材料選択は、一般的にダッシュボードのメインフレームと同じ材料を使用することで、軽量化効果をさらに向上させることができます。

シートバック：従来の鉄骨フレームに代わるもので、20％の軽量化を実現し、優れた設計自由度と機械的性能を備え、座面スペースの拡大などの特長があります。

自動車分野における長繊維強化ポリプロピレンの応用意義

材料代替の観点から見ると、長繊維ガラス強化ポリプロピレン製品は、重量とコストを同時に削減できます。従来は、短繊維ガラス強化材料が金属材料の代替として用いられていました。近年、軽量材料の応用と開発に伴い、長繊維ガラス強化ポリプロピレン材料が、自動車部品において短繊維ガラス強化プラスチックを徐々に置き換えつつあり、自動車におけるLGFPP材料の研究開発と応用がさらに促進されています。