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» 2016年01月15日 09時30分 UPDATE

鍵は新原料と“電子レンジでチン”:炭素繊維の量産加速へ、新たな製造技術を開発 (1/3)

新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)や東京大学ら7つのメーカーおよび研究機関が、炭素繊維の新しい製造技術を開発した。従来の方法に比べて、単位時間当たりの生産量が10倍に向上するという。

[村尾麻悠子,EE Times Japan]

 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は2016年1月14日、炭素繊維の新しい製造技術を開発したと発表した。NEDOの材料開発プロジェクト「革新的新構造材料等研究開発*)」の一環として、NEDOと東京大学、産業技術総合研究所(産総研)、東レ、帝人、帝人の子会社である東邦テナックス、三菱レイヨンが共同で開発したもの。従来の方法に比べて生産性を10倍向上するだけでなく、製造する際に必要なエネルギーと、発生するCO2排出量が半減するという。

*)自動車の重量を半減することを目標に、素材開発および接合技術開発を進めるプロジェクトである。ただし、今回開発した製造技術で生産した炭素繊維は、自動車だけでなく、航空機や産業機器などへの適用も視野に入れている。

生産量が足りない炭素繊維

 軽量で強度が高く、寿命も長いことから、航空機や自動車などで採用が進んでいる炭素繊維。原料にPAN(パン=ポリアクリロニトリル)を利用した炭素繊維(PAN系炭素繊維)は、2020年まで年成長率15%で伸びるとされる成長市場だ。日本が世界シェアの65%を占める基幹産業でもある。

PAN系炭素繊維の世界シェアと、需要見通し PAN系炭素繊維の世界シェアと、需要見通し(クリックで拡大) 出典:NEDO

 燃費向上により環境負荷を低減できるため、輸送機器に取り入れられてきた。近年の適用事例では、ボーイングの航空機「ボーイング787」や、レクサス「LFA」、BMWの「i3」「i8」などの他、商船のプロペラや風力発電のブレードなどが挙げられる。

 炭素繊維のニーズが伸びる一方で、製造に時間とエネルギーがかかることから、ニーズの増加に十分応えられるだけの量が供給できないという課題を抱えている。現在の炭素繊維の年間生産量は数万トンだ。それ故コストも高く、NEDOによると、2012年度は生産量が4万トンで、価格は5000円/kgだったという。だが、多くの自動車で使おうとするなら最低でも年間数十万トンを生産する必要がある。そのため、生産性の高い製造技術の開発が切望されていた。

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