炭素繊維複合材料の最新技術動向とマトリックス樹脂の設計

炭素社会に向けて炭素繊維複合材料の需要はより高まっている。例えば飛行機の機体、自動車の車体などは軽量化によるCO2排出削減という目標達成のために、風力発電用ブレード、高圧水素タンクの補強などの用途ではエネルギー創出を目標としている。 ただ炭素繊維複合材料の普及に向けては抱える問題も多い。例えば入り口では炭素繊維製造時の排出ガスの問題、製造コストの問題、出口では炭素繊維複合材料のリサイクルの問題などである。 　本講義では技術的にはマトリックス樹脂の要求特性から設計という観点から話を進めるが炭素繊維やマトリックス樹脂の基礎から廉価炭素繊維の開発動向、リサイクルカーボン、期待される用途の空飛ぶ車、現場重合熱可塑樹脂の可能性といった新しいテーマに関しても技術動向、市場動向の最新トピックスを交えて出来る限り炭素繊維複合材料の全貌を紹介したいと考えている。

1. 炭素繊維複合材料の必要性
   1. CO2削減に向けての取り組み
   2. CO2の排出源は
   3. 再生エネルギーの現状
   4. グリーン水素エネルギーへの期待
2. 炭素繊維
   1. PAN系炭素繊維
      1. レギュラートウ
      2. ラージトウ
   2. ピッチ系炭素繊維
      1. メゾフェーズピッチ
      2. 等方性ピッチ
3. マトリックス樹脂
   1. 熱硬化性樹脂
   2. 熱可塑性樹脂
   3. 現場重合熱可塑性樹脂
4. 炭素繊維複合材料の成型法
   1. オートクレーブ
   2. レジントランスファー (RTM)
   3. コンプレッション成型
   4. フィラメントワインディング
   5. プルトリュ – ジョン
5. 炭素繊維複合材料の市場動向
   1. 炭素繊維の用途別市場動向
   2. マトリックス樹脂の市場動向
   3. CFRPの用途別市場動向
   4. CFRTPの用途別市場動向
6. アプリケーション別マトリックス樹脂の設計
   1. 航空機用マトリックス樹脂
      1. 要求特性
      2. マトリックス樹脂の設計
      3. 評価法
   2. 自動車用マトリックス樹脂
      1. 要求特性
      2. マトリックス樹脂の設計
      3. 評価法
   3. 水素タンク用マトリックス樹脂
      1. 要求特性
      2. マトリックス樹脂の設計
      3. 評価法
   4. 風力発電ブレード用マトリックス樹脂
      1. 要求特性
      2. マトリックス樹脂の設計
      3. 評価法
   5. その他のアプリケーション
      1. 建築 土木
      2. スポーツ・レジャー
      3. ドローン・空飛ぶ車
7. 炭素繊維複合材料の課題
   1. 低価格炭素繊維の開発動向
   2. 製造時のCO2排出の削減
   3. 炭素繊維のリサイクル法
      1. 熱分解法
      2. ケミカルリサイクル
      3. 物理的粉砕法
   4. リサイクルカーボンの用途
   5. 炭素繊維リサイクルの課題
      1. 端材の確保
      2. 品質の安定化
      3. コスト対策
• 質疑応答