炭素繊維とは
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【2023年版】炭素繊維メーカー6社一覧

炭素繊維についての概要、用途、原理などをご説明します。また、炭素繊維のメーカー6社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。炭素繊維関連企業の2023年5月注目ランキングは1位:株式会社エーシーエム、2位:日機装株式会社、3位:帝人株式会社となっています。

炭素繊維とは？
炭素繊維のメーカー6社一覧
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炭素繊維とは

炭素繊維

炭素繊維とは、組成の大部分が炭素からできていて、軽くて強い特徴をもつ繊維です。

カーボン繊維、カーボンファイバーとも呼ばれ、繊維状にした有機化合物を耐炎化した後、1,000℃以上の高温加熱処理 (焼成) することで、原料の有機化合物に含まれる水素、窒素原子を除去し、炭素原子の含有率を90％以上にしています。

炭素繊維の使用用途

炭素繊維は、強度を確保しつつ軽量化できるという特長を活かし、金属材料の代替として多方面で使用されます。さらに柔軟性、電子伝導性があり、腐食しにくい、燃えにくいという特徴があるため、使用分野は幅広いです。

炭素繊維は単独で使用されることは少なく、一般的に樹脂・セラミック・金属などの素材と複合した炭素繊維複合材料として使用されます。具体的には、軽量化と高強度が求められる航空機、ロケット、人工衛星や、軽くて扱いやすいことから義足などの外科装具、車椅子や介護用ベッドなどの介護機器などです。

特に車関係では、車両の軽量化に伴い低燃費化に貢献できます。このため、レース系の車両には炭素繊維開発当初の頃から注目され、使用されていました。また、炭素繊維は強度と弾性率が高いことから、ゴルフシャフト、釣り竿、リール、自転車のフレーム、テニスラケット、スキー、スノーボードなど、スポーツ用品分野の用途もあります。

今後は、コンクリート構造物に炭素繊維シートを貼って耐震性を補強することや、吊り橋のケーブルや鉄骨などの代替材料として使用することなど、建築・土木分野への利用も期待されています。

炭素繊維の種類

炭素繊維は、原料によってPAN系炭素繊維とピッチ系炭素繊維の2種類に分類されます。現在は、PAN系炭素繊維が主流で、全世界の炭素繊維生産量の90％を占めています。

1. PAN系炭素繊維

PAN (ポリアクリロニトリル) 繊維から作られる炭素繊維で、強度と弾性率が非常に高く宇宙産業など高い信頼性を求められる産業分野から、身近なものではレジャー用品やスポーツの分野で幅広く使用されています。

この中で最も利用されているのは産業分野です。車関連ではボンネット、スポイラー、ガソリンタンクその他多くの部品に使用されています。その他、板ばねやギアなどのように金属部品の代替材料として使用されています。

2. ピッチ系炭素繊維

ピッチ系炭素繊維は、弾性率を調整できる特徴があります。このため、高弾性を必要としない部分や、逆に高弾性が必要な製品に使用されています。ピッチ系炭素繊維の中でも、さらにメソフェーズピッチ繊維、等方性ピッチ繊維に分けられます。

メソフェーズピッチは、原料の分子が液晶状態となって配向し光学的異方性を持っており、これから得られるメソフェーズピッチ繊維は、高強度、高弾性率の高性能炭素繊維 (HPCF) です。一方の等方性ピッチは、構成分子がランダムに配向しており、光学的には等方性です。

これから得られる等方性ピッチ繊維は強度、弾性率といった機械的な物性は、メソフェーズピッチ繊維に劣りますが、それ以外の部分においては同等の性能を持ち、弾性率が低めの汎用炭素繊維 (GPCF) となります。

炭素繊維のその他情報

炭素繊維の製造方法

炭素繊維は原料の違いにより、PAN系炭素繊維とピッチ系炭素繊維がありますが、どちらも製造工程としてはおよそ以下の通りです。

耐炎化:空気中で200~300℃の温度で加熱することで繊維を酸化させ、後工程での溶融を防止
炭素化:不活性雰囲気下で800~1600℃に加熱することで水素、窒素、酸素を繊維中から除去
黒鉛化:不活性雰囲気下で2,500~3,000℃に加熱することで、炭素を黒鉛化し弾性率向上

1. PAN系炭素繊維
アクリル繊維 (PAN繊維) を原料にして作られます。耐炎化工程では、空気中で200〜300℃の熱を加えてアクリル繊維の分子を環状構造にします。炭素化工程では、不活性ガス中で1000℃以上の熱を加え、分子構造を炭素の結晶構造へと変化させます。

炭素化工程終了の段階でも高強度・高弾性率の炭素繊維ができあがっていますが、さらに2,000℃以上の熱を加える黒鉛化工程を経ると、強度は若干低下しますが、弾性率の高い黒鉛繊維が得られます。

2. ピッチ系炭素繊維
石炭・石油を乾留して得られたタールを、蒸留した際に残る石炭ピッチ・石油ピッチを繊維化・焼成して作られます。耐炎化工程前の溶融紡糸工程で、ピッチから長繊維を作り、それを安定化処理して前駆体繊維を得ます。前駆体繊維をPAN系炭素繊維同様に、耐炎化、炭素化、黒鉛化して、ピッチ系炭素繊維が作られます。

参考文献
https://www.aibsc.jp/nsj/01gijyutsu/110501_01/
https://www.carbonfiber.gr.jp/material/
http://www.ostec.or.jp/TOP/37.pdf

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企業

株式会社イー・スクエアインテックス株式会社カジレーネ株式会社

炭素繊維のメーカー6社一覧

*一部商社などの取扱い企業なども含みます。

企業の並び替え

標準
従業員数順
資本金の大きい順
設立年古い順
設立年新しい順
上場企業順

- - 日機装株式会社メーカー
    CFRP（炭素繊維強化プラスチック）
  - 会社サイト上場(東証プライム) 創業: 1953年従業員数: 2,029人会社詳細
  - 住所: 東京都渋谷区恵比寿4丁目20番3号恵比寿ガーデンプレイスタワー22階
- - 帝人株式会社メーカー
    炭素繊維一覧
  - 会社サイト上場(東証プライム) 創業: 1918年従業員数: 21,815人会社詳細
  - 住所: 東京都千代田区霞が関三丁目2番1号　霞が関コモンゲート西館
- - サカイ産業株式会社メーカー
    CFRP
  - 会社サイト創業: 1955年従業員数: 185人会社詳細
  - 住所: 静岡県島田市細島1349−1
- - 株式会社三協製作所
    カーボンFRP（CFRP)
  - 会社サイト創業: 1974年従業員数: 50人資本金: 41,500,000円会社詳細
  - 住所: 神奈川県横浜市都筑区中川中央1-28-11平本ビル4階
- - 株式会社エーシーエム
    CFRP
  - 会社サイト創業: 2002年資本金: 40,000,000円会社詳細
  - 住所: 神奈川県横浜市都筑区川和町638
- - スーパーレジン工業株式会社
    CFRP/GFRP
  - 会社サイト創業: 1957年従業員数: 200人資本金: 100,000,000円会社詳細
  - 住所: 東京都稲城市坂浜2283

炭素繊維のメーカーランキング

*一部商社などの取扱い企業なども含みます

2023年5月の注目ランキングベスト6

注目ランキング導出方法

順位	会社名	クリックシェア
1	株式会社エーシーエム	34.7%
2	日機装株式会社	23.1%
3	帝人株式会社	18.7%
4	サカイ産業株式会社	8.8%
5	スーパーレジン工業株式会社	7.6%
6	株式会社三協製作所	7.2%

注目ランキング導出方法について

注目ランキングは、2023年5月の炭素繊維ページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。

社員数の規模

帝人: 21,815人
日機装: 2,029人
スーパーレジン工業: 200人

設立年の新しい会社

エーシーエム: 2002年
三協製作所: 1974年
スーパーレジン工業: 1957年

歴史のある会社

帝人: 1918年
日機装: 1953年
サカイ産業: 1955年

炭素繊維

2022年7月20日

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企業

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