【意外と知らない】カーボンファイバーと一口にいっても2種類ある!

テクノロジー WEB CARTOP

レーシングカーのモノコックなどはドライカーボン

 航空機や宇宙開発の分野からレーシングカー、スキーの板、自転車のフレーム、ゴルフのシャフト、さらに釣竿の素材などに用いられているカーボンファイバー(炭素繊維)。カーボンの特徴は、とにかく軽くて高強度、高剛性で熱にも強いこと。

 カーボンファイバー=CFRP=炭素繊維強化樹脂というのは名称どおり樹脂製品のひとつで、簡単にいえばエポキシ樹脂などで炭素繊維を織り込んだクロス(シート)を挟み込んで成形したもの。

 繊維クロスのない樹脂=一般的なプラスチックは安価で軽く成形しやすい素材だが、強度や剛性は期待できない。そこで丈夫なカーボン繊維をサンドイッチすることで上記のような特性を実現させることに成功した。

 じつはこのカーボンファイバーは日本で発明された製品で、製造・開発に関しても日本がトップで世界をリードし続けている。日本の古い建物に使われてきた土壁には粘土質の土に水と藁すさを混ぜ合わせていて、その藁すさの繊維が、壁の補強と亀裂防止、曲げ強度を向上させてきた歴史がある。

 原理的には、カーボンファイバーも同じ発想なので、カーボンのルーツは、意外に日本の土壁にあったのかもしれない。

 さて、そんなカーボンファイバーには、「ドライカーボン」と「ウエットカーボン」と呼ばれる二つの成形工法がある。ドライカーボンは、熱硬化性のエポキシ樹脂をカーボン繊維に染み込ませ、それを型に何層にも貼り込んで、真空バッグで内部の空気をすべて抜いて、オートクレーブで加圧しながら加熱して硬化して作る。

 真空+加圧+加熱することで最小限の樹脂のなかに繊維がぎっしり詰まった状態になるので、超軽量で、耐熱温度が高く、高温下でも高剛性(金属には厳しい条件)、圧倒的な機械的強度を誇る。その反面、オートクレーブなどの特別な設備が必要で、手作業も多く材料の単価が高いため非常に高価になるのが欠点。

ウエットカーボンもFRPより軽く強いがドライとは比較にならない

 ウエットカーボンは、カーボン繊維を樹脂で挟む点でいうとドライカーボンと同じだが、カーボンに染み込ませる樹脂は熱硬化性のエポキシ樹脂ではなくポリエステル樹脂で、オートクレーブなどを用いずに自然乾燥させて作る。ガラス繊維をポリエステル樹脂で固めた繊維強化樹脂=いわゆるFRPと同じような製法なので、特別な設備も不要で低コストで製造できる。

 しかし、超軽量、高剛性、高強度といった、本来のカーボンらしいメリットは期待できない(ウエットカーボンでもFRPよりは強度があって耐久性は高い。軽さでいえば、FRP製品の80%ぐらい。ドライカーボンなら、FRPより半分~1/3の重量で仕上げられる)。

 見た目では、ドライカーボンとウエットカーボンの違いは分かりづらいので、ドレスアップパーツならウエットカーボンでも十分。実際、クルマ用のアフターパーツのカーボン製品の8~9割は、ウエットカーボンだと思っていい……。

 本当に超軽量、高剛性、高強度にこだわるのなら、ドライカーボンの出番となる。しかし、コストとの兼ね合いもあるので、痛し痒しといったところ。カーボンパーツを選ぶときは、念のためドライカーボンか、ウエットカーボンなのかを確認してから購入しよう。

  • WEB CARTOP
  • WEB CARTOP
  • WEB CARTOP
  • WEB CARTOP
goo 自動車&バイク
トップ
中古車
車買取・査定
車検・整備
自動車保険
バイク
バイク買取・査定
ランキング
ニュース
特集
まとめ
Q&A
サイトマップ