特長 FEATURE

カーボン繊維強化プラスチック(CFRP)ってなに?

カーボン繊維強化プラスチック(CFRP)とは、カーボン繊維に柔らかくなったプラスチックを染みこませて固めたものです。軽量かつ高強度という特長から、飛行機や鉄道車両、自動車、電化製品など、あらゆる分野において金属の代替素材として大きな期待を寄せられている素材です。

ミズノテクニクスでは、養老工場開設当初からゴルフクラブのシャフト、テニスラケット、野球バットなどに使用することで、素材の特性や加工に関するノウハウを蓄積してきました。現在は、その優れた特性で注目を集めるカーボンをスポーツ用品製造のノウハウを活用して未来を変える素材にするため、日々開発に取り組んでいます。

特長1 軽量

重さはスチールのおよそ1/4。

CFRPは、強化材に炭素繊維を用いたカーボン繊維強化プラスチックで、充填材には主にエポキシ樹脂が用いられています。炭素繊維は六角形が隙間なく並んだ「ハニカム構造」となっており、とても安定で頑丈なのが特長で、90%以上の炭素原子から構成されています。そのため、スチール、アルミ、チタンに比べ、非常に軽い素材となっており、炭素繊維の比重はスチールと比較すると約1/4、アルミと比較すると約1/2と言われています。比重が格段に小さいため、カーボンに素材変更をするだけで軽量化のメリットが大きくなりますし、素材をCFRPに変更するだけで重量を気にせずに強度を上げることもできます。

特長2 頑丈

強さと反発力が大きい。

スチールやアルミなどの金属材料よりも低密度でありながら、比強度が高いのが特長です。引張強度を比重で割った比強度を見ると、スチールに比べて約10倍の比強度を備えています。また、引張弾性率を比重で割った「比弾性率」はスチールの約7倍もあります。さらに、大きな力が加わっても曲がったり折れたりせず、元に戻ろうとする力が強いのも特長で、ガラス繊維などよりも高い反発力を備えています。現在、ゴルフシャフトや各種ラケットにCFRPが多用されているのも、この反発力の高さが主たる理由と言えます。また、こうした強度や反発力を素材や製造法によって細かく調整できるのも、CFRPの特長と言えるかもしれません。

特長3 変形しにくい

強い耐久力を持つ。

非常に軽いにも関わらず曲げる、押し潰すなど、外からの力に対して非常に強い耐久力を持っています。特に変形のしにくさは金属と同等かそれ以上で、スチールの約2倍変形しにくいとされています。金属と同じ重さならカーボンは厚くできるため、さらに変形を小さくできます。加えて、寸法安定性、熱伝導率、耐摩耗性や耐熱性、耐酸性、耐腐食性、電気伝導性といった点でも優れた素材です。こうした特性から、航空機や宇宙船の機体、釣竿、ラケットなど様々な用途で補強材として使用されるとともに、CFRPが従来の金属材料に代わる軽量化材料として注目を集めていると言えます。

カーボンが未来を変える

カーボンの大きな特長は、軽さと硬さの2つ。他にも耐久性が高い、熱膨張しにくい、導電性が高い、電磁波を通しにくい、X線を通しやすい、といった特長も持ち合わせています。

お客さまのニーズとカーボンをつなぐのは、ミズノテクニクスの技術力と開発力。長年にわたりカーボンを扱うことで、多くのノウハウや知見を蓄積してきました。その結果、カーボン素材の力を100%発揮させる技術や、低価格かつ高精度でカーボンを加工する技術、さらには量産する技術において、他に類を見ない経験と実績を積んできました。長年にわたって試行錯誤を重ねながらカーボンを扱ってきた自負が、ミズノテクニクスの技術力・開発力の根底を支えています。

現在は、スポーツ用品に加え、産業用ロボットアーム、医療機器部品、ラジコンヘリコプター部品など、さまざまな分野の製品を製造しています。今後は、特殊な液体や気体を保管する特殊容器やファッション分野などにも進出を目指します。

カーボンの新しい可能性を見出し、未来を変える製品を生み出すべく、日々挑戦を重ねてゆきます。