〈解説〉CFRTP成形技術の開発

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解説３
CFRTP 成形技術の開発
小松技術士事務所
小松
勇＊
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CFRP と CFRTP と成形法
「航空機機体に大量に」はすでに始まっており、
「自動車車体に大量に」は間もなくという時代が
到来した。炭素繊維の原料は化学繊維で、これを
焼成して太さ数μm の炭素繊維原糸をつくると
と称し、厚さは 0．
2∼0．
25 mm である。4 層重ね
れば約 1 mm 厚の板材ができる。面積が広い板材
の場合、重ねた合わせ面に入り込む空気を排除し
ないと「ボイド」と称する空気溜りが散在し、板
材品質と強度を低下させる。
板としてつくった素材は板厚方向に圧縮する成
形法が使われ、プレス加工も出番となる。
きに大量のエネルギーを使うことと、複合する樹
重ねられる樹脂材質には、1 度熱を加えると硬
脂への付着強度を高めるための特殊なコーティン
化する「熱硬化性樹脂」と再加熱によって軟化す
グをすることもあって現在のところ普通鋼材の
る「熱可塑性樹脂」とに大別され、本稿では後者
30∼50 倍の価格なのが最大の障壁となっている。
しかし、極めて軽いために重量当たりの強度で比
較すると魅力ある素材で、kg 当たり 3，
000 円を
の熱可塑性樹脂と炭素繊維を複合した「CFRTP
（T は熱可塑性を示す）
」をプレス加工する技術に
ついて解説する。
切れば大量使用によるコスト低下というプラスの
樹脂が軟化すると形状が元に戻らなくなる可能
スパイラル時代に入り、
「自動車車体に大量に」の
性が高いので、高温にさらされる部位に使われる
時代になる。
CFRTP は高温特性のあるエンジニアリング・プ
ドイツでの広がりは日本より急で、RTM（レ
ジン・トランスファ・モールド）法、SM（シー
ラスチックが多くなり、プレス成形温度も 250℃
∼330℃ あるいはそれ以上となる。
ト・モールド）法、プレス・スタンプ法などでつ
鉄鋼材料の場合は薄い板であれば 0．
1∼0．
2
くられた製品が実車に組み込まれ、一般道を走り
mm 単位で得られるものが JIS 規格で定められて
始めている。
いるが、CFRTP 板材は JIS 規格もないし、板厚
炭素繊維原糸は太さ 5∼10μm であるから、そ
のまま短く切って短繊維として樹脂に入れれば射
のバラエティーさも少なく、選択の余地は鋼板ほ
どないのが現状である。
出成形も可能であるが、原糸を 3，
000 本（3 K）∼
CFRTP のプレス加工技術開発は日本の中でも
12，
000 本（12 K）集めて 1 本の糸とし、これを一
何カ所かあるが、石川県は日本の中で最も早くか
列に並べて樹脂フィルムで何層も重ねて接合した
ら取り組んでいて、しかも石川県は繊維という地
板材、糸を縦・横に織った織物を樹脂フィルムで
場産業県でもあり谷本正憲石川県知事の旗振りの
何層も重ねて接合した板材がある。1 重ねを 1 層
下に複合板材の製造開発、プレス加工（当然、適
した金型づくりも）
、県立工業試験場による試験
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（こまついさむ）：所長技術士
〒252−0211 相模原市中央区宮下本町 1−24−9
TEL・FAX : 042−755−8927
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評価技術開発も進んでおり、今後 7 年ほどの間に
総予算約 100 億円を投入して進む熱の入れようで
プレス技術

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