炭素繊維材料の高性能により、多くの産業で非常に高い応用性能が得られます。ときカーボンファイバー製品を適用すると、全体的に価格が高いことがわかります。破断繊維製品の価格が高いところはいろいろなところに関係がある。私たちのチームが炭素繊維の観点からお伝えします。
実際、私たちが目にする炭素繊維製品は、当社の炭素繊維材料とは大きく異なります。繊維は単独で製造することができず、製品の製造を完了するには樹脂マトリックスと組み合わせる必要があるためです。繊維製品の価格が比較的高い理由の 1 つは、炭素フィラメントのコストが比較的高いためです。そのため、まず炭素繊維のトウ素材について理解する必要があります。
破断繊維トウには、ポリアクリロニトリル (PAN) 系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、ガム系炭素繊維の 3 種類があります。実際に最も一般的なのはPAN系炭素繊維であり、市場全体のシェアは90％以上であるため、現在の熱可塑性炭素繊維は基本的にPAN系炭素繊維を指します。
ポリアクリロニトリルも最初に発明されました。1959 年に日本の近藤昭夫によって発明され、1970 年に東レで量産されました。ポリアクリロニトリル カーボン フィラメント全体は非常に高い強度とモデルスターの特性を備えています。アスファルト系繊維は、1965年に日本の群馬大学によって開発されました。この炭素繊維トウは熱伝導率が90OGPaと非常に高く、主に特殊機能材料に応用されています。ビスコース系炭素繊維は、1950年代に宇宙船の遮熱材の複合材料として主に使用され、現在も使用されている素材です。最初の 2 つは日本人によって発明されたことがわかりました。そのため、炭素繊維トウの性能測定基準は東レの炭素繊維材料に基づいています。
もちろん、炭素繊維トウ前駆体の研究開発は近年も進歩を続けていますが、全体的な効果はまだ現れていません。現在でもPANベースが主流です。カーボン フィラメントの製造では、3 つの前駆体の炭素収率が B80% 以上に達することがあります。理論的には、このような炭素繊維フィラメントの価格は確実に安くなりますが、ピッチベースの製造には改良と調整が必要です。このプロセスにより生産コストが大幅に増加し、収率が 30% に低下します。したがって、PAN ベースのものが依然として人気があります。
それでは、広く使用されているPANカーボンファイバーを見てみましょう。PAN系炭素繊維はアスファルト系炭素繊維に比べて価格が非常に安く、多くの分野で応用可能です。人工衛星用のPAN系繊維の価格は200円/kgと高いのに対し、自動車用の炭素繊維は2,000円/kgと安い。
そして、現在でも東レの炭素繊維素材をベースにしています。ここで、PAN系破断繊維は大きなトウと小さなトウに分かれます。たとえば、一般的な 3K のコストは 50 ～ 70 ドル/kg、6K のコストは 4 ～ 50 ドル/kg です。したがって、高性能分野で小型トウがより多く使用される理由も理解できます。
したがって、炭素繊維の価格は高くなると言われています。それは原材料に大きく関係しているのは当然です。さらに、炭素繊維製品の価格は比較的高く、これは当社の炭素繊維製品が多くの労力と設備を必要とするという事実と大きく関係しています。
投稿日時: 2023 年 7 月 25 日