炭素繊維とは?
上の画像は、炭素繊維のサンプル写真です。糸のカラーは黒色をしています。(㈱UCHIDA様のサイトより引用しました)
炭素繊維とは、アクリル繊維やピッチ(石油、石炭、コールタールなどの副生成物)系の繊維などを原材料として高温で炭化(黒鉛化)して作った繊維です。
炭素繊維は、炭素原子の含有率が90%以上のものを指します。(酸素、水素、窒素が少量含まれます)
炭素繊維は、軽くて丈夫なのが特徴のスーパー繊維で、航空機の機体や自動車の車体などに使用されています。
また、耐熱性、通電性、薬品反応耐性、低熱膨張率などに優れています。
炭素繊維は、単体では比強度の高い“糸”であり、形状を保持することができません。
プラスチックと複合化することにより、高い強度や弾性と成形性を兼ね備えた製品をCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)などと呼んでいます。
炭素繊維の歴史は?
- 19世紀 トーマス・エジソンが、日本の竹を蒸し焼きにして炭素化し、白熱電球のフィラメントに使用した。
- 1959年 ユニオン・カーバイドの子会社ナショナル・カーボンが、レーヨンから黒鉛にする世界初の炭素繊維を発明した。(現在、このレーヨン系炭素繊維の生産は廃れている。)
- 1961年 日本の通商産業省工業技術院大阪工業試験所(現:産業技術総合研究所)の進藤昭男博士によりPAN系炭素繊維が発明される。
- 1963年 群馬大学の大谷杉郎教授によりピッチ系炭素繊維が発明される。
(ウィキペディアより引用しました)
炭素繊維の読み方は?
炭素繊維の読み方は、「たんそせんい」です。
炭素繊維の英語表記は?
炭素繊維の英語表記は、carbon fiber です。
炭素繊維の融点は?
炭素繊維の融点は、約2500℃ です。
炭素繊維の種類は?
炭素繊維には、原料別の分類として、PAN系、ピッチ系、レーヨン系などがあります。
PAN系炭素繊維は、アクリル繊維(PAN繊維)を耐炎化・不燃化(200~300℃)したものを、不活性雰囲気で1,000~3,000℃で黒鉛化して作ります。
ピッチ系炭素繊維は、石油ピッチや石炭ピッチ等を精製、メソフューズ化し、紡糸してピッチ繊維として、耐炎化・不燃化した後、黒鉛化して作ります。
レーヨン系炭素繊維は、現在では作られていません。
PAN系炭素繊維とピッチ系炭素繊維の違いは?
PAN系炭素繊維とピッチ系炭素繊維のコストは、ピッチ系の方が安価です。
PAN系は、弾性率が低く、しなって強度が高いという特徴があります。
ピッチ系は、硬くて弾むことが少ないので振動しにくいという特徴があります。
PAN系は、世界の炭素繊維の生産量の大半を占めています。
ピッチ系は、産業用ロボットアームや人工衛星部材などに使用されています。
炭素繊維の特徴は?
- 軽くて丈夫
- 鉄の約4分の1の重さで、強度は約10倍、硬さは約7倍
- さびにくく耐熱性に優れ、電気を伝えやすい
- 導電性、耐熱性、低熱膨張率、自己潤滑性、X線透過性
- 耐摩耗性、耐熱性、熱伸縮性、耐酸性、電気伝導性に優れる
- 用途に合わせてほぼあらゆる形状に部品を成形できる
- 耐腐食性とそれに伴う長寿命性
- 長期的な耐熱性と疲労強度
炭素繊維の用途は?
炭素繊維(カーボン繊維)は、単独で使用されるよりも、熱可塑性の樹脂などの中に(織物などの生地にして)配向して入れて固めて炭素繊維強化プラスチック(CFRP)として使用されます。
炭素繊維は、スポーツ用品、産業資材、エネルギー、インフラなど、幅広い用途で使用されています。
スポーツ用品では、ゴルフシャフト、釣り竿、テニスラケット、自転車パーツなどで使用されます。
産業資材では、精密機器機械部品、一般産業用機械部品、医療機器用部品、人工衛星、航空機、ヘリコプター、構造材などで使用されます。
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越野勤(こしのつとむ)は、石川県かほく市にある1935年創業で88年の歴史のゴム紐製造販売の有限会社津田産業直販部(かほく支店)の営業部長・問合せ担当で、サイト運営者・著者・ゴム紐の権威、専門家・ゴムプロ:gomuproです。
年齢は66才です。(2024年現在)
1980年に信州大学繊維学部繊維工学科卒業で、大学時代の4年間は、糸や繊維、ゴム紐、織物・編物・製紐・染色・プリントの勉強をしました。広幅織物製造工場で、撚糸、整経、製織等。細幅織ゴム、編ゴム製造工場でカバーリング、生産、染色、品質管理、生産管理、在庫管理の作業等。製紐工場で製紐を学び、営業、インターネット販売をするなど、約55年間ずっと、繊維業界で企画・製造・販売・マーケティング(販促)の仕事を経験してきました。
現在、㈲津田産業直販部でゴム紐の企画、製造販売、マーケティングを担当しています。(約5年間)
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