炭素繊維

たんそせんい

炭素繊維（英: carbon fiber、中: 碳纤维）は、アクリル繊維またはピッチ（石油、石炭、コールタールなどの副生成物）を原料に高温で炭化して作った繊維。

概要

日本工業規格（JIS）では「有機繊維のプレカーサーを加熱炭素化処理して得られる、質量比で90%以上が炭素で構成される繊維。」と規定されている。

鉄と比較すると比重で1/4、比強度で10倍、比弾性率が7倍と『軽くて強い』。

また耐摩耗性、耐熱性、熱伸縮性、耐酸性、電気伝導性に優れるが、製造コストの高さ・加工やリサイクルの難しさで欠点もある。

単独の材料として利用することは少なく、合成樹脂などの母材と組み合わせた複合材料として用いることが主である。

素材としてロケットや航空機などの大型輸送機器からテニスラケットや釣り竿、白杖など身近な道具、さらには剣道の竹刀や弓道の和弓など武道用具の分野まで広く用いられる。

略歴

1959年、アメリカの企業であるユニオン・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。

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）の進藤昭男によりアクリル繊維を使った『PAN系炭素繊維』が発明される。

1963年、群馬大学の大谷杉郎によりピッチを使用した『ピッチ系炭素繊維』が発明される。

現在はレーヨン系は廃れ、PAN系（東レ・帝人など）とピッチ系（三菱ケミカル・クレハなど）の2つが生産されている。

更に強度向上（東レ）、バイオマス由来の炭素繊維の開発（帝人）等の研究が行われている。