国立产业技术综合研究所［中钵良二会长］（以下简称“AIST”）结构材料研究部研究部部长兼可循环材料组研究组组长田泽雅人以及该组首席研究员三木恒久与汽船株式会社[代表董事后藤克典]（以下简称“汽船”）和一家汽车零部件制造商合作，开发了可应用于汽车内饰件的木质设计面板和部件的制造技术。
这次开发的技术是AIST独立开发的木液成型以技术为核心，凯盛拥有木质色调使用改进并结合汽车零部件制造商拥有的技术和模压技术的技术，可以提高汽车木质内饰材料的质量（真木纹面板)相比，木材使用率明显提高了50%，从而可以制造高强度的木质设计面板。
这项技术使得木材能够长期用作工业材料，碳储存而导致的全球变暖做出贡献。
该木质设计面板的样品将于2018年2月14日至16日在Tokyo Big Sight（东京江东区）举行的“nano tech 2018第17届国际纳米技术综合展览暨技术大会”上展出。
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汽车内饰使用图(a)
传统汽车用实木纹面板示意图(b)与本次试制的木纹面板(c) |
近年来，在地下资源枯竭问题的背景下，木材等生物质资源深度利用技术开发积极开展。特别是，利用可持续可用的生物质资源制造性能相当于（或优于）金属和塑料产品的部件和材料已成为世界范围内的一个重要而紧迫的问题。
固碳能力采伐的木制品 (HWP)使用 HWP 时不计入碳排放量。使用木材及含有大量木材的零部件材料森林汇这被视为一种有前途的对策，未来需要一种处理和加工木材的技术，使其不仅可以用于建筑物，而且可以用于更广泛的应用，特别是作为工业材料。
产业技术研究院在对木材等生物质材料的基本物理特性进行研究时，发现在一定的温度和压力条件下，木材可以在保持固体状态的情况下流动并发生较大的变形，并将该现象作为“木材流动成型”的技术种子进行研究和开发。用于金属和塑料等工业材料塑料加工类似，我们正在研究和开发利用木流成型将木材加工成工业材料的技术。
与此同时，在凯盛，我们一直在利用基于纤维染色技术自主开发的木材调色技术，对去除对木流成型产生负面影响的木材成分和结构进行联合研究。
这次，我们以产业技术研究所的木材流体成型技术为核心，进行了使用凯泉的木材调色技术作为成型前处理的联合研究，以及与一直考虑将其应用于以设计为中心的汽车零部件的汽车零部件制造商的模压技术的联合研究。我们致力于开发可用作汽车内饰部件的木材含量超过50%的木质面板和部件。
木材已经用于汽车内饰的一些装饰部件，但它是昂贵且稀有的木材。单板（几百微米 (μm) 厚）是通过从组件背面插入成型塑料制成的（图 1）。该产品的木材使用率很小，只有百分之几，并且由于步骤1中未选择的单板以及步骤2和3中单板撕裂等成型缺陷而产生大量的浪费和材料损失。需要解决这个问题，以及制造更复杂形状的方法。
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| 图1传统木板（实木纹板）的典型制造工艺 |
另一方面，AIST的木材热压成型技术可以像金属产品一样，通过使用模具的压制成型等塑料加工，以高生产率成型为任何形状近净形成型通过以低于产品重量一半的树脂添加量进行复合，可以提高耐水性、高强度等性能。这次，AIST和凯森开发了一种流动成型预处理技术，通过调整调色处理中使用的化学浓度和温度条件来改变和去除木材的特定成分，并用所需的树脂渗透和浸渍木材细胞壁。通过这项技术，木材 (单板是啊研磨板)可以相对均匀地进行预处理（图2，步骤1）。此外，产业技术研究院与汽车零部件制造商利用该预处理材料，选择、制备、混合热固性树脂和添加剂，设定压制成型条件，成功生产出符合汽车内饰件质量要求的木质设计面板原型。新开发的方法可以在短短 3 分钟内高速成型形状简单的面板（约 70 毫米 x 250 毫米 x 5 毫米厚度）。此外，通过改变木材的类型、木材细胞（纤维）的方向和树脂含量，可以获得与结构材料相当的高强度木板，并且即使使用边角料等低质量材料也可以制造具有优异性能的复杂形状的产品（图2，步骤2）。
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| 图2 这次原型技术的概述 |
图3显示了采用该技术生产的人造板的机械性能以及天然纤维增强塑料的文献值，天然纤维增强塑料是世界各地正在开发的环保材料，可以替代现有的工业材料，如通用塑料、工程塑料和超级工程塑料，以及玻璃纤维增强塑料和碳纤维增强塑料。通过调整材料中纤维木质细胞的方向（定向）和热固性树脂的添加比例，本次试制的木质面板的机械性能可以控制在拉伸杨氏模量5至35 GPa和拉伸强度30至250 MPa的范围内，使其性能相当于或优于大多数汽车内饰件中使用的通用塑料和工程塑料。特别是，即使以雪松、柏树等软针叶树为原料，也能得到三聚氰胺类热固性树脂含量约45%的高强度木板（图3①）。
天然纤维增强塑料是利用生物质资源作为工业材料的先驱。通过选择纤维的种类、含量、所用树脂的类型，以及采用特殊的混合工艺和成型方法，天然纤维增强塑料的性能得到了很大的提高。相比之下，新开发的木板可以通过通用浸渍处理和热压等相对简单的方法，实现与用于结构材料和部件的天然纤维增强塑料相当或更好的性能。
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| 图3原型木板的力学性能与其他材料的力学性能比较 |
图4是本次试制的木质设计面板的例子（a）、假设设计面板的背面成型复杂形状的例子（b）、以及要求阻燃性的背面复杂形状的设计部件的例子（c）。木纹板生产技术不仅可以对浸渍树脂的单板进行层压成型，而且还可以有效利用单板生产过程中产生的边角料（材料损失）。另外，在(b)所示的成型品中，对树脂浸渍的单板边角料进行加热、加压，从而形成螺栓紧固点、塑料部件嵌合部(通过嵌合紧固的部件)等复杂的形状。此外，通过选择浸渍树脂，可以制造具有阻燃性能的设计部件。
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| 图4 使用新开发技术原型制作的木板和复杂形状零件的外观 |
未来，我们将继续进行联合研究，旨在将开发的木质设计面板和零部件制造技术用作汽车零部件，并力争在几年内将其商业化。此外，我们还将寻找能够实现生活用品、信息家电、建筑相关部件等其他应用开发的合作伙伴。