炭素繊維・複合材料 – 日刊ケミカルニュース

帝人フロンティア　ポリエステル再生材でナノファイバー量産化成功

帝人フロンティア , 世界初 , 超極細ポリエステルナノファイバー「ナノフロント」 , 量産化技術

2021年4月13日

　帝人フロンティアは12日、リサイクルポリエステル原料を使用した超極細ポリエステルナノファイバー「ナノフロント」の量産化技術を開発したと発表した。同社によれば、リサイクルポリエステルを使用した長繊維による超極細ポリエステルナノファイバーの量産化は世界初となる。　今回の量産化技術の開発により、同社が展開するポリエステル繊維は、全てリサイクル原料を使用することが可能になった。　

　開発品は、吸水性や防透性・遮熱性、ソフトな風合いなど、石油由来原料の製品と同等の機能を備える。今後は従来の「ナノフロント」からリサイクルポリエステル原料を使用したものへの置き換えを進め、原糸とテキスタイルをスポーツ・機能性衣料や産業資材用途などへ幅広く展開し、積極的に拡販を図っていく考えだ。今年度に3億円、2025年度に8億円の売上を目指す。

　近年、高い機能性や快適性をもつ素材へのニーズが高まっており、吸水性やグリップ力などの高い機能性と、ソフトな風合いや肌への低刺激性などの優れた快適性を併せもつ「ナノフロント」の需要は、衣料・産業資材の幅広い用途へと拡大してきた。一方、リサイクル原料を使用した素材へのニーズも急速に高まっているものの、リサイクルポリエステル原料を使用した超極細繊維の生産は、ポリマーコントロールや紡糸技術の難度が非常に高いため、量産化が実現していなかった。

　こうした中、帝人フロンティアは、「ナノフロント」の生産方法である海島複合紡糸、つまり2種類のポリマーを「海」部分と「島」部分に分配し、アルカリ処理などで「海」部分を溶解除去することで、「島」部分だけを原糸として取り出す技術に対し、新たなポリマーコントロールと紡糸技術を開発。石油由来の原料を使用した従来品と同等の品質と機能をもつ、リサイクルポリエステル原料使用の長繊維による超極細ポリエステルナノファイバーの量産化に世界で初めて成功した。

三菱ケミカル　高耐熱・高強度の炭素繊維プリプレグ開発

三菱ケミカル , 炭素繊維プリプレグ

2021年3月18日

　三菱ケミカルは17日、高耐熱性と高強度を両立したシアネートエステル系の炭素繊維プリプレグを開発したと発表した。

　開発品は、同社の強みである原料・触媒の組み合わせ技術により、新たに開発したシアネートエステル系樹脂がベースレジン。250℃以上の耐熱性を示しながらも、炭素繊維のもつしなやかさや高い靭性との両立を実現した。また、一般的なエポキシ樹脂ベースの炭素繊維複合材料（CFRP）と同じ型を使って硬化できる上、従来のシアネートエステル系樹脂に比べ保存安定性に優れることから、良好な加工特性も併せもつ。すでにレーシングカーのエンジン周辺のCFRP部材に採用されており、今後は自動車用途に加え、高温環境で使用されるロボットなどの産業用途や航空機用途、宇宙用途などへの販売も進めていく考えだ。

　航空機や自動車といったモビリティ用途では、環境規制などから高まる機体や車体の軽量化要求を背景に、軽さと強度を兼ね備えるCFRPの利用が進むと見込まれている。特に、自動車のエンジン周辺などの部材には高い耐熱性と強度が求められるが、一般的なCFRPでは耐熱性と強度・加工特性がトレードオフの関係にあるため、部材メーカーが開発競争を繰り広げている。

　三菱ケミカルは、多様化・高度化する顧客の要望に応える複数の新製品開発を進めており、今後も最適なソリューションをタイムリーに提供することで、積極的に事業を展開していく。

帝人　高機能繊維と木材とのハイブリッド素材を展開開始

帝人 , LIVELY WOOD , 複合材料集成材

2020年12月7日

　帝人はこのほど、2015年からAFRWとして展開してきた高機能繊維を用いた複合材料集成材を、新たに「LIVELY WOOD」ブランドとして展開していくと発表した。ブランド名には、「空間に美しさを、人に活力を」という意味を込め、ロゴには日本伝統の建築技術である組み木と、活力の象徴である太陽を織り交ぜて表現している。

　「LIVELY WOOD」は剛性が木材の2倍以上で、建築材の梁に使用すると設計の自由度が向上する。幅広い用途への活用が期待されることから、これまで木材を採用できなかった建築物への使用を推進。梁や柱のない広いオープンスペースの実現により、人々の生活により快適性の高い空間を提供していく。

　そして今回、第1弾の展開として、JR名古屋駅南側で、新幹線の高架下を利用して建設される地上2階建ての「笹島高架下オフィス」へ、社外の建築施設として初採用が決定。同オフィスの建築には、炭素繊維と木材のハイブリッドである「LIVELY WOOD」の特徴を生かし、6m超の柱間隔、3mを超えるオーバーハング設計によるダイナミックな空間と、従来の木造建築物と同等の軽量性による簡易的な基礎の両立を実現した。

　また、建築に使用する「LIVELY WOOD」の木材には、愛知県産のスギを使用する予定。スギを建築物の構造材に使用する場合、断面を大きくする必要や、長いスパンが取れないなどの制約がある。さらに今回は、鉄道高架下での建築であるため高さや施工条件にも制限がある。しかし、スギを補強して剛性を高めた「LIVELY WOOD」は、それらを解消することができ、地産地消にもつながる。

　帝人は、グランピング施設や、世間で注目を集めているワーケーション施設、中低層のオフィスビルなど、多岐にわたる建築物に向けて

「LIVELY WOOD」の採用を推進。今回の採用を契機にさらなる普及を図り、長期ビジョンである「未来の社会を支える会社」を目指していく考えだ。

デンカ　xEV向け新放熱基板を開発、異種金属接合が可能

デンカ , xEV向け , 窒化ホウ素（BN）樹脂複合基板

2020年12月3日

　デンカは2日、電動車xEV向けの新たな放熱材料として異種金属接合が可能な窒化ホウ素（BN）樹脂複合基板を開発したと発表した。

　主にxEVなどに搭載されるモーター駆動インバーター制御用パワーモジュール（電力の制御・供給を行う電源回路集積部品）などに対応できる基板で、高機能セラミックスBNの優れた熱伝導性や電気絶縁性などの特長を生かしながら、接着性樹脂を複合させることで、従来の放熱基板では困難だった厚銅を含む異種金属の基板表裏への接合を実現した。様々な材料で構成されるパワーモジュールの小型・軽量化や熱伝導性の向上が期待される。要求特性に応じて、樹脂とBNの比率を変えて熱伝導率を調整できるため、多様な設計が可能になる。4日まで幕張メッセ（千葉市）で開催中の「高機能素材Week」で紹介する。

　同社は5GやxEVを中心に環境・エネルギー分野に注力し新素材の開発を進めており、新機能セラミックスやLCPフィルム、低誘電絶縁材料のほか、高耐熱フィルム、高耐熱仮固定接着剤、高熱伝導性フィラー（球状アルミナ、球状マグネシア、BN、窒化珪素）、誘電特性制御フィラー、アルミナ繊維、光透過性良触感起毛シートなども展示する。

DSM　モンクレールがスキーウェアにダイニーマを採用

DSM , モンクレール , ダイニーマ

2020年11月30日

　DSMはこのほど、「ダイニーマ」コンポジットファブリックが、フランス発祥でイタリア拠点のファッションブランド「モンクレール」の高機能スキーウェアに初めて採用されたと発表した。

　モンクレールのデザインチームは、一段上のパフォーマンスを目指し、従来のコットンとポリエステルではなく、イノベーティブなファブリックとして「ダイニーマ」を2020年秋冬の「モンクレールグルノーブルコレクション」に採用した。

　「ダイニーマ」は、鉄の15倍の強度をもちながら、水面に浮くほど軽量。比類ない性能と保護機能を誇りクリティカルな用途に最適な素材として、30年以上にわたり採用され続けている。コンポジット生地、デニム、ニット、織布、および強化ハイブリッド・コンポジットといった、多岐にわたる用途で利用できる「ダイニーマ」ファブリックは、「ダイニーマ」繊維の使用により高強度、軽量、防水性、通気性を備えている。このためデザイナーは、強度や耐久性を損なうことなく、超軽量製品の技術的な性能と、美的なデザイン性を融合させることが可能だ。

　さらに今回採用された「ダイニーマ」は、DSMが今年5月に導入した世界初のバイオベース。従来と同じ性能を誇りながら、一般的な高分子ポリエチレン（HMPE）よりも二酸化炭素の排出量を90％削減することができる。

　DSMとモンクレールは今後、継続的なパートナーシップを通じて、アウトドア愛好家に高機能で軽量な衣料を提供するだけでなく、環境的にサステナブルな代替品を提供することで、循環型経済の進展にも貢献していく。

三菱ケミカル　炭素繊維複合材がトヨタ車のルーフに採用

三菱ケミカル , SMC , トヨタ自動車 , 炭素繊維複合材料 , GR ヤリス

2020年11月17日

　三菱ケミカルは16日、炭素繊維複合材料である「SMC（シート・モールディング・コンパウンド）」が、トヨタ自動車から今年9月に発売された「GR ヤリス」のルーフに採用されたと発表した。

三菱ケミカルが開発したSMCは、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の中間基材の一種で、長さ数cmにカットした炭素繊維を樹脂中に分散させたシート状の材料。プレス成形により2~5分程度の短時間で部材に加工でき、連続した炭素繊維に樹脂を含浸させた中間期材である「プリプレグ」に比べ、複雑な形状の部材を成形することができるといった特長がある。また、機械特性が均質に近いため、従来の部材設計ノウハウを生かしながら比較的容易に炭素繊維を利用して、軽量化と高強度化を実現することが可能。

　今回「GR ヤリス」での採用は、SMCを使用することにより大幅な軽量化と高い部材性能を実現できる点、また、SMCが複雑形状の部材を生産可能とする成形性に優れる点が評価された。トヨタにSMCが採用されるのは、2017年の「プリウス PHV」のバックドアの骨格、「レクサス」LC500、LC500hのドアインナーおよびラゲッジインナーに続き、3件目となる。

　昨今の自動車市場では、電動化やCO2排出規制の強化などを背景に車体の軽量化に対する要求が高まっている。三菱ケミカルは、今後も炭素繊維・CFRPをはじめとする最先端素材の研究・開発を加速させ、技術革新の著しいモビリティ分野に対して最適なソリューションを提供するため、積極的に事業を展開していく考えだ。

帝人　航空機向けCFRTP、米コリンズ社の認定を取得

帝人 , 炭素繊維「テナックス」 , コリンズ・エアロスペース社 , 材料認定

2020年10月14日

　帝人は13日、炭素繊維「テナックス」を使用した中間材料が、世界有数の航空機向け構造材メーカーである米国コリンズ・エアロスペース社の材料認定を取得したと発表した。今回認定を取得した炭素繊維中間材料は、熱可塑性複合材料織布「テナックスTPWF」と炭素繊維強化熱可塑性樹脂積層板「テナックスTPCL」で、帝人が展開する炭素繊維強化熱可塑性複合材料（CFRTP）。

　「テナックスTPWF」は、炭素繊維織物に熱可塑性樹脂を付着もしくは含侵させたシート状の材料で、「テナックスTPCL」は、「テナックスTPWF」を積層させ、熱と圧力をかけて成形した板状の部品となっている。いずれも母材である樹脂にポリエーテルエーテルケトン（PEEK）を使用しており、高い耐熱性、耐衝撃性、および耐疲労性をもっている。また、成形時間が短いことからコスト効率や生産性の向上にも貢献し、航空機の構造材など、優れた機械特性が求められる部品の大量生産に適している。

　帝人グループでは、これまでコリンズ社に対して、米国で炭素繊維事業を展開するテイジン・カーボン・アメリカが航空機のブレーキ材向けに耐炎繊維「パイロメックス」を供給。繊維サプライヤーとしては世界で唯一「サプライヤー・ゴールド」の認定を受けるなど、強固なビジネス関係を確立している。

　今回、「テナックスTPWF」と「テナックスTPCL」が新たに認定を取得したことにより、その供給を通じて、テイジン・カーボン・アメリカはさらなる関係強化を図っていく考えだ。

中越パルプ工業　CNF複合樹脂MBの複数グレードを販売

丸紅 , セルロースナノファイバー（CNF） , 中越パルプ工業 , nanoforest‐MB

2020年9月3日

　中越パルプ工業はこのほど、セルロースナノファイバー（CNF）を活用する複合樹脂ペレット・マスターバッチ品「nanoforest‐MB」の販売を開始した。衝撃強度を強化したグレードをはじめ、複数の製品ラインアップを揃えている。

　CNFはプラスチック分野での低比重・高剛性化による軽量化が期待できる補強剤として、自動車産業をはじめ様々な産業分野で応用が試みられている。これまで同社は、CNF「nanoforest」を利用し、ポリプロピレン（PP）との複合を可能とした粉末グレード「nanoforest‐PDP」を提供。しかし、検討先でPPとの混練時にPDP分散性の課題があったことから、今回、PDPを事前にPPへ良分散させたMB品の提供を開始した。

　一方、CNF複合樹脂の実用化では、剛性が向上する一方で、固く脆い性質に起因する衝撃強度の低下が課題。特に自動車産業分野では衝撃強度の強化が望まれており、同社では標準グレードMB品に加えて、衝撃強度を強化した3種類のグレード「衝撃タイプ」「高剛性タイプ」「高衝撃タイプ」もラインアップした。

　同社では、さらなるMB開発として、剛性、軽量化以外の機能性付与の開発も進めている。今後、様々な分野での応用・実用化を目指し、丸紅と共に開発や営業展開の強化を図っていく考えだ。

帝人　アラミド繊維が火星探査機のパラシュートに採用

帝人 , パラ系アラミド繊維 , テクノーラ , 米航空宇宙局（NASA） , 無人火星探査機「パーセヴェランス」

2020年8月21日

　帝人はこのほど、同社が展開するパラ系アラミド繊維「テクノーラ」が、7月30日に打ち上げられた米航空宇宙局（NASA）の無人火星探査機「パーセヴェランス」に搭載された着陸用パラシュートのサスペンション・コード（吊り下げ用のコード）およびライザー（サスペンション・コードなどを連結させる帯）の素材として採用されていると発表した。

　「パーセヴェランス」は、火星で生命の痕跡を調査するために、火星のサンプル採取を目的として打ち上げられた探査機。同社が開発した「テクノーラ」は、共重合タイプのパラ系アラミド繊維で、同一重量では鉄の8倍の強度をもち、耐衝撃性、耐熱性にも優れ、ロープやエンジンのタイミングベルト、航空宇宙用途などに幅広く活用されている。

　軽量ながら高い強度に加え、耐熱性と寸法安定性を備える「テクノーラ」は、2012年に打ち上げられたNASAの無人火星探査機「キュリオシティ」の着陸用パラシュートのサスペンション・コードにも採用されており、このパラシュートは9Gの重力、約2万7000Kgの荷重に耐えた。こうした過去の火星探査機への実績を高く評価されたことから、今回「パーセヴェランス」のサスペンション・コードにも採用された。

　「パーセヴェランス」に搭載されたパラシュートは、3万Kgを超える荷重、平均気温マイナス63℃、砂塵嵐や大気電気といった過酷な環境にも耐え得ることが実証されている。

　帝人グループは、宇宙の未来に向けた探索プロジェクトである「パーセヴェランス」打ち上げの一端を担うことにより、地球の持続可能な社会の実現に貢献し、長期ビジョンである「未来の社会を支える会社」を目指す。

東レなど3社　暑さ対策プロジェクトで新サービスを提供

東レ , NTTテクノクロス , 暑さ対策プロジェクト , 機能性素材「hitoe」

2020年8月20日

　東レ、NTTテクノクロス、ゴールドウインの3社はこのほど、3社連携の「暑さ対策プロジェクト」として、心拍数と衣服内の温湿度を計測できるセンサーと専用ウェアを組み合わせ、暑熱環境下で体調不良の予兆を検知する「暑さ対策用サービス」の提供を8月から開始した。この新サービスは暑熱環境下での運動や作業を含む活動中の企業や団体向け体調管理ツールとして、高齢者から子どもまで幅広い世代への活用が期待されている。

　東レとNTTが共同開発した機能性素材「hitoe」は2014年の提供開始以来、スポーツ市場や作業者見守り、医療などの分野へと事業展開を進めてきた。この間、多くのユーザーより、近年の温暖化による暑さ対策として、炎天下や空調が届かない環境で活動する人の身体負担を把握したいとの要望が届いていた。

　またウィズコロナという新しい生活様式の中では夏でもマスクを着用する機会が増加するため、夏場の暑さ対策の重要性はますます高くなっている。一方、暑さへの慣れには個人差があるため、気温などの環境管理のみでは不十分で、体調や活動量などを含めた個人ごとの身体負担を把握する技術が求められる。

　こうした中、NTTテクノクロスは従来のセンサーに新たな機能を加えた新型センサーと、暑さによる体調不良を検知するアプリケーションを開発。新型センサーは従来から計測可能であった心拍数と加速度に加え、以前より要望の多かった温湿度を計測することができる。1個約12gの軽量化に成功しつつ、約50時間の連続使用が可能となった。

　また東レとゴールドウインが、激しい活動の中でも安定して高い精度でデータを取得できる機能性素材「hitoe」を搭載した専用ウェアを開発することで、3社連携により「着る暑さ対策」を新たに実現した。

　3社は今後、暑熱環境下で運動や作業を含む活動に取り組む企業や団体、グループに向け、新サービスの導入・拡大のための活動を協力して推進する。さらに、新しい生活様式への変化の中でサービスのさらなる改良を進め、数百万人規模と推定される暑さ対策を必要とされるユーザーの役に立てるよう事業を拡大していく考えだ。