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CarbonDATABASE

CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)

CFRPとは

一般的にカーボンと呼ばれているもので、炭素繊維にポリエステルやエポキシ等の樹脂を含浸させ硬化、成形した複合材料を指します。

特徴
  • 軽量:CFRPの最大の特徴はその軽さです。比重は1.5〜1.8で、鉄の比重7.8の約1/5。アルミの比重2.7と比べてもはるかに軽いと言えます。
  • 強度:強度や弾性率にも非常に優れており、強度が鉄の約5倍、弾性率が鉄の約7倍と言われています。加えて、疲労しない、錆びない、高温下でも安定しているといったこともCFRPの特徴です。
  • 柔軟性:金属では難しい複雑な形状にも対応できる柔軟性を兼ね備えており、デザインの表現範囲が広がるなどの大きなメリットもあります。
  • 意匠性:近年カーボン繊維の織り目が意匠面で注目を浴びています。
    ファッション、家具、アクセサリグッズなどを中心にさまざまな用途での使用が目立つようになってきました。独特の質感も人気がある理由の一つです。
  • 利点金:属材料よりも比強度が大きく、軽量化が可能、保温性がよい、腐食しにくい、補修が容易といった特徴があります。
  • 用途:レーシングカー、高級車、航空機、宇宙開発、新幹線などの最先端の分野から、スポーツ用品、高級自転車等の分野まで、幅広く活躍しています。

現在、成形方法は、大きく分けて2種類あります。オートクレーブ成形【ドライカーボン】とハンドレイアップ成形【ウェットカーボン】です。
AMIREXのカーボン商品は、すべてオートクレーブ(大型圧力装置)による、オートクレーブ成形【ドライカーボン】です。

オートクレーブ成形法【ドライカーボン】

成形型に予めパターンカットされたプリプレグ(炭素繊維織物に樹脂を含浸させたシート)を配置しておきます。一層ごとに真空ポンプで脱気を行い、必要な板厚になるまで積層した後、オートクレーブ(大型圧力装置)に入れて高温・高圧・真空にて成形する方法です。
レーシングカー、高級車、航空機、宇宙開発、新幹線などの最先端の分野から、スポーツ用品、高級自転車等の分野まで、幅広く活躍しています。
AMIREXで扱うカーボン製品はすべてオートクレーブ成形です。

特徴
  • カーボンプリプレグを使用するため、板厚・品質の管理が容易です。
  • 高温・高圧・真空にて成形されるため、製品中の繊維含有量が均一となり空気も残りません。成形物は高強度、高耐久、超軽量なものとなります。
  • 高温になる部位での使用に対しても熱膨張率は低く、高温度帯での連続使用に対しても寸法精度が保たれます。
  • 特殊設備(オートクレーブ)が必要です。
  • プリプレグ等の高価な材料を使用するため、主に航空産業・宇宙産業・自動車産業(F1等のレース関係)等、最先端の分野で用いられています。
  • エポキシ樹脂・ポリイミド樹脂など、可熱硬化性樹脂を使用します。

ハンドレイアップ成形法【ウェットカーボン】

成形型にゲルコートを塗布し、ガラス繊維または炭素繊維織物を予め型になじませておきます。その後、刷毛やローラーを用い、人の手で樹脂を含浸・脱泡しながら積層する成型法です。コストは抑えられますが、製法上ドライカーボンほど重量が軽くならず強度も高まりません。

特徴
  • 手作業のため、製品の樹脂量と繊維含有量のバランスが安定しません。また、品質は作業者の熟練度に左右されます。
  • 特殊な機械・設備等を必要としないため作業が容易で、最も一般的な製法です。
  • ポリエステル樹脂など、常温硬化性樹脂を使用します。

用語集

カーボン
元素としての炭素のこと。
ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)
比較的安価で、電波透過性に優れているのが特徴。
炭素繊維強化プラスチック(CFRP)
アルミニウム合金の後継材料として使用される。
アラミド繊維強化プラスチック(AFRP、KFRP)
アラミド繊維(ケブラー)による強化で耐衝撃性に優れたプラスチック。
テキサリウム(シルバーカーボン)
カーボン(炭素)素材ではなくアルミを蒸着させたグラスファイバー。
シルバーカーボンと呼ばれる素材には、「テキサリウム」と「シルバークロス」という2種類が存在する。AMIREXではより高級感を求めテキサリウムを使用した商品を展開している。
ドライカーボン
カーボン繊維を用いた(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics)の成形工法。オートクレーブ(大型高温圧力装置)にて高温・高圧で焼き固める。超軽量の上、高強度なのが特徴。
オートクレーブ成形
オートクレーブ(大型高温圧力装置)に入れて高温・高圧・真空にて成形する方法。
ウェットカーボン
カーボン繊維を用いたFRP素材(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics)の形成工法。カーボン繊維に樹脂を塗りこんで自然乾燥させて形成する。一般的なFRP素材として知られるガラス繊維を用いたFRP(GFRP)と基本的に同じ製法。
CFRP
カーボンの使用用途
ロケット
ロケット
F1
F1
飛行機
飛行機
自転車
自転車
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