1. 東レ、CFRP熱溶着・高速一体成形技術を開発
2023年2月1日、日本の企業である東レは、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の高速熱溶着技術の開発に成功したと発表した。 この技術は、CFRP航空機構造体の高速生産と軽量化を目指します。 東レの熱溶接技術は、従来の溶接と同様に、航空機上の熱硬化性 CFRP コンポーネントの迅速かつ堅牢な接合を可能にします。 熱硬化性CFRPの表面に熱溶着層を形成し、部品表面を瞬間的に加熱して接合する簡単な接合方法です。 これにより、接着やボルト締めを必要とせずに、熱硬化性 CFRP コンポーネント、または熱硬化性 CFRP コンポーネントと熱可塑性 CFRP コンポーネントの組み合わせを迅速に組み立てることができます。
この技術を熱溶着層を有する熱硬化性CFRPに適用することで、現在航空機構造物に使用されているCFRPと同等の機械的性能を得ることができます。 東レは、熱溶着構造の接合強度は現在の航空機モデルの同時硬化CFRP構造に匹敵し、実用化における接合技術の信頼性を確保していると述べている。 この技術を使用したCFRP構造は、アルミニウム合金構造と比較して、ライフサイクル全体を通じて二酸化炭素排出量を削減できます。 ボルト締結具の重量が軽減されると、構造全体が軽量化され、これらの排出量がさらに削減されます。 東レはボーイング社と協力して、航空機製造および材料技術における複数の技術開発プロジェクトを推進しています。
東レは2023年2月16日、CFRP製可動部品の高速一体成形技術の開発に成功したと発表した。 この材料は、軽量の多孔質炭素繊維強化フォーム (CFRF) と熱硬化性プリプレグスキンの間に配置され、優れた機械的性能を提供します。 この新技術により、従来の高圧オートクレーブ成形システムよりも 10 倍速く、自動車のルーフなどの CFRP 可動コンポーネントの成形が可能になります。 重量はスチール製品に比べて半分です。 東レは今後もこの技術の研究開発に注力し、軽量化と迅速な生産が重要となる電気自動車部品への応用を加速していきます。
2. 帝人の子会社が自動車生産向けサンドイッチ製品を開発
2023年3月、日本の帝人グループの子会社である帝人オートモーティブテクノロジーズは、現在および将来の自動車用途の需要を満たすことを目的とした2つの中核製品の開発に成功したと発表した。 ヘキサコアは、帝人自動車の高速圧縮成形プロセス用に設計されたハニカムコア製品で、軽量の A クラスのボディパネル、ルーフパネル、クロージャーの製造に使用されます。 ヘキサコア素材は、カーボンファイバーやグラスファイバー、アラミドファイバー、天然繊維など、さまざまな繊維や樹脂と互換性があります。 ヘキサコア素材を使用すると、同様の 2 ピースの SMC パーツと比較して重量を 25% 節約できると主張されています。
さらに、帝人オートモーティブは、A クラスの自動車パネル用の剛性コア ソリューションとして、高い強度と耐湿性を提供する Foam-A-Core テクノロジーを開発しました。 この技術は、同じ 30-45 の 2 番目の圧縮成形プロセスを成形に利用し、成形機能と迅速な硬化の両方を可能にします。 Hexacore と同様に、Foam-A-Core は、さまざまな繊維、熱硬化性または熱可塑性樹脂から作られ、SMC または RTM プロセスを使用して作られたパネルに適しています。 このプロセスでは、ニアネットシェイプの部品も生成されるため、他の方法と比べて製造無駄が削減されます。
3. SGLカーボンが高性能ラージトウ炭素繊維を開発
2023 年 3 月下旬、ドイツの工業グレードのラージトウ炭素繊維メーカーである SGL Carbon は、新しい 50k 仕様のラージトウ炭素繊維の開発を発表しました。 この SIGRAFIL®CT50-4.9/235 炭素繊維は、4.9 GPa の高い引張強度 (東レの T700 グレードなどのスモールトウ炭素繊維に匹敵) と 2.0% の伸びを誇ります。 従来の圧力容器設計の高強度要件を満たしながら高い伸びを実現し、高強度と高伸びの両方を要求するニッチ市場に適しています。
SIGRAFIL®CT{{0}}.9/235 炭素繊維は、風力エネルギーや自動車などの業界で成功裏に使用されている、既存の大規模生産の 50k 繊維製品ポートフォリオに基づいて開発されました。 新しい SIGRAFIL®CT50-4.9/235 は、高い強度 (4.9 GPa) と伸び (2.0%) を示し、現在 50,000 仕様の生産能力を備えています。 これまで、このような優れた性能はスモールトウカーボンファイバーでのみ達成可能でした。 これは、SGL の 50k 仕様ラージトウ カーボンファイバーの製品ポートフォリオをさらに補完します。
4. TeXtreme が高透過性ギャップ付き一方向炭素繊維強化材を発表
2023 年 4 月初旬、薄層スプレッドトウ炭素繊維素材の世界的リーダーである TeXtreme® は、最新の革新的な製品である TeXtreme® Gapped UD の発売を発表しました。 樹脂注入プロセス専用に設計されたドライカーボン繊維強化材です。 画期的な製品として、幅広い用途に優れた性能、使いやすさ、コスト効率を提供します。
TeXtreme® Gapped UD は、繊維トウ間に適切に制御された 0.3 mm のギャップを持つ平坦な一方向強化材です。 これらのギャップは樹脂と空気を排出するためのチャネルとして機能し、機械的特性を損なうことなく材料を迅速かつ均一に湿らせることができます。 繊維体積分率が 60% を超える TeXtreme® Gapped UD は、炭素繊維一方向プリプレグに匹敵する一貫した機械的性能を提供します。
5. フランスの企業が炭素繊維プリプレグをベースにした 3D ナノマテリアルを開発
2023 年 4 月下旬、フランスのルセに本社を置く NAWA は、革新的な 3D カーボンベースのナノマテリアルを開発しました。 垂直配向カーボン ナノチューブ (VACNT) を含む NAWAStitch™ テクノロジーを活用することで、炭素繊維複合材料を強化し、層間の亀裂や層間剥離を効果的に軽減し、亀裂の発生と伝播を最小限に抑えます。 これにより、複合材料のせん断強度が 100- 倍増加し、耐衝撃性が 10- 倍向上します。 この技術は、エネルギー貯蔵や次世代水素燃料電池触媒から航空宇宙産業や次世代自動車産業に至るまで、さまざまな分野での応用が期待されています。
NAWAの技術革新により、より強く、より軽く、より進化した素材が誕生しました。 NAWAStitch™ テクノロジーは、複合材料における最も一般的な問題の 1 つである層間の亀裂や層間剥離に対処します。 NAWAStitch™ は、炭素繊維プリプレグの普遍的または局所的な層間強化材料として機能し、「ナノ ベルクロ」のように機能し、界面での亀裂の橋渡しを防ぎ、機械的強化を 2 桁のプラスの増加させて、ほぼ壊れない材料を作り出します。 NAWAStitch™ は炭素繊維複合材の性能を大幅に向上させ、せん断強度を 100 倍高め、耐衝撃性を 10 倍向上させながら、重量を 20-30% 削減します。 これは、スポーツ用品、水素貯蔵タンク、航空宇宙部品など、さまざまな製品の性能向上につながります。
6. 三菱、炭素繊維粒子の新ブランドを開発
三菱化学株式会社は2023年5月、環境に優しい炭素繊維粒子の新ブランド「Pyrofil™ NEO」を開発したことを公式ウェブサイトで発表した。 この製品は次のような優れた機能を備えています。
●軽量化：比強度が高く、比剛性が高いため、金属やガラス繊維強化熱可塑性プラスチック材料の代替として使用でき、大幅な軽量化効果が得られます。
●高性能：滑り性、帯電防止性、電磁波シールド性に優れています。 各種規格に基づき、耐熱性、耐薬品性などのカスタマイズも可能です。
●高品質：炭素繊維生産施設での炭素繊維副産物（プリプレグ）の再処理を含みます。
●環境への配慮：従来の製品に比べ二酸化炭素排出量が少なく、環境に優しい製品です。
三菱化学グループの社内試算によると、Pyrofil™ NEO 炭素繊維粒子は、同社の従来の粒子製品と比較して二酸化炭素排出量を 50% 削減しました。
7. 帝人と熊谷グループ、建築用耐火炭素繊維複合材料を開発
帝人株式会社は2023年7月13日、株式会社クマガイグループと耐火建築物向け高繊維強化複合材料の開発で協業すると発表した。 テイジンは、既存の炭素繊維素材を複合強化した高機能繊維強化素材「LIVELY WOODⓇ」を保有しています。 炭素繊維補強により剛性と強度を向上させ、一体化した材料により木造建築の用途拡大に貢献します。 「LIVELY WOODⓇ」の特徴は、一体化した素材の間に炭素繊維強化プラスチック（CFRP）を混入することで、軽量で断熱性が高く、剛性と強度が高い木質複合材料です。 梁として使用すると、大スパンの木造建築物の建設が容易になります。 また、日本には杉の資源が豊富にありますが、強度が低いため建築材料としての利用は限られています。 しかし、CFRP 強化はこの状況を効果的に改善します。 一方、「LIVELY WOODⓇ」は耐火性に乏しく、耐火性が要求される木造建築物には使用できません。
クマガイグループは、芯材の周囲に耐火断熱（被覆）層を付加することで耐火性を確保する耐火木質部材技術「環境対応型λ-WOODⅡ」を導入しています。 この技術により、耐火構造物に木材を使用することが可能になります。 帝人の「LIVELY WOODⓇ」とクマガイグループの「環境配慮型λ-WOODⅡ」を組み合わせることにより、互いの性能特性を補い合った新たな高機能耐火建築物用繊維強化複合材料の開発を目指す。
8. 日本企業、炭素繊維複合材料の可視化イメージング技術を開発
コニカミノルタ（本社：東京都千代田区）は、2023年9月26日、同社のX線タルボット低干渉撮像装置「XtraLINQ Talbot®」が「製品・技術賞」を受賞したことを公式サイトで発表した。先端材料技術関連の著名な業界団体であるサンペジャパンより「Award」を受賞しました。
コニカミノルタが開発したタルボット低干渉を利用した最先端のX線撮像装置で、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の内部繊維状態を短時間・広範囲・高精度に抽出することができます。損傷を与えることなく正確に。 特に、CFRP 内部の局所的な繊維含有量、繊維分散、繊維配向、特に不連続な繊維とランダムな配向を持つ CFRP に関する情報の取得に優れています。 これらの特性は複合材料の物理化学的特性と密接に関係しています。 さらに、このデバイスは潜在的な CFRP の破損挙動の予測を可能にし、CFRP 研究に大きく貢献します。
9. 日本の東レがT1200超高強度炭素繊維技術で画期的な進歩を達成
東レ株式会社は、2{6}}23年10月29日、引張強度8.0GPa、引張弾性率315GPa、高強度の超高強度炭素繊維「トレカ®T1200」を開発したと発表した。破断伸びは2.5%。 世界最高水準の引張強度を誇る炭素繊維であり、スポーツ・レジャー用品から航空機まで幅広い分野で使用されています。
東レ（株）は、炭素繊維の強度限界を超えるため、独自のナノスケール構造制御技術の向上に注力し、高靭性の内部構造を設計・実現しました。 東レ（株）はこの技術を活用し、トレカ™ T1100を10％以上超える引張強さ8.0 GPaのトレカ™ T1200の開発に成功しました（T1100の引張強さは7.0 GPa）。 この製品は愛媛県にある東レの工場で開発されました。
10. 日本の帝人がバイオベースの炭素繊維を開発
帝人株式会社は2023年12月21日、温室効果ガス排出削減に積極的に貢献するため、環境に優しい原料（バイオベースアクリロニトリル、AN）を使用した炭素繊維の製造・販売を開始したと公式サイトで発表した。 。 帝人は、国際的に認められたサステナブル製品認証に基づく品質バランス方式を採用し、環境に配慮した原料を使用した炭素繊維「Tenax™」を生産・販売していきます。
PAN 前駆体繊維は、バイオベース製品またはリサイクル時の廃棄物や残留物に由来する持続可能なアクリロニトリル (AN) から作られ、品質バランス法を使用して製造されています。 この方法により、バイオマス由来の原料と石油由来の原料を混合して製品を製造する場合など、複雑なバリューチェーン全体にわたって材料を追跡可能に検証できます。
この発表に先立つ6月29日、帝人株式会社の公式ウェブサイトには、日本の静岡県三島市の工場で生産されるTenax™炭素繊維およびポリアクリロニトリル（PAN）前駆体繊維がISCC PLUS（国際持続可能性および炭素認証）認証を取得したと発表されました。 、これは国際的な持続可能な開発および炭素認証システムです。