A-12 拡張カーボンファイバーブレード織物プリプレグ

エキスパンドカーボンファイバー織物プリプレグ：高性能と美的価値を兼ね備えた複合材料の新しい選択肢

高級機器、民生用電子機器、航空宇宙など、材料の高性能性と外観デザインが求められる分野において、広幅カーボンファイバー織物プリプレグの展開は革新的なソリューションとなりつつあります。本製品は、広幅カーボンファイバーを主原料とし、経糸および緯糸による織りによって広幅カーボンファイバー織物を形成した後、専門的な予備含浸プロセスを通じて広幅カーボンファイバー織物プリプレグを製造しています。展開されたカーボンファイバーブンドルは優れた直線性を持ち、織物内のカーボンファイバーの引張強度を十分に発揮させ、より高い機械的特性をもたらすだけでなく、プリプレグに独特の質感美しさを与えます。製品は88mm、1010mm、1818mm、2020mmなど複数の規格を網羅しており、構造部品の強度要件を満たすだけでなく、製品設計に対する柔軟性のあるスペースを提供し、「性能重視、外観軽視」という従来のカーボンファイプリプレグが抱えていた市場のギャップを埋めています。

主要な利点：性能、外観、カスタマイズの3つの分野で画期的な進歩

1. 拡幅プロセスを推進し、カーボンファイバーの機械的ポテンシャルを最大限に引き出す

本プリプレグの核心的な技術的特徴は、カーボンファイバーの拡幅です。従来のカーボンファイバーバンドルを直接織る方法とは異なり、本製品ではまずカーボンファイバーバンドルを専門的に広げることで、99%以上という均一な幅と直線性を実現します。その後、経糸と緯糸による織りが行われ、拡幅されたカーボンファイバーの織物が形成されます。この工程の改善により、従来の織物で発生するカーボンファイバーバンドルの撚りや重なりによる性能低下の問題を根本的に解決し、カーボンファイバーの引張強度を布地構造内で十分に発揮できるようにしています。
試験の結果、拡張カーボンファイバー織物プリプレグの0°引張強度は、従来のカーボンファイバー織物プリプレグと比較して25％以上向上し、引張弾性係数は18％向上しています。複雑な応力状況下においても、機械的特性の変動を5％以内に抑えることができます。88mm幅の広幅カーボンファイバー織物プリプレグを例に挙げると、軸方向の引張荷重が加わった際に、構成部品が応力を各々の広幅カーボンファイバーバンドルに均等に伝達でき、局所的な応力集中による破断リスクを回避できます。2020mm仕様は、より広いファイバーバンドルカバレッジエリアを持つため、高級機器の外装などの大面積構造部品において、より安定した曲げ耐性を示し、長期使用における構造的信頼性要件を満たします。同時に、製品密度は厳密に5％以下にならないように管理されており、カーボンファイバーがプリプレグ内に均一に分布し、局所的にファイバー含有量が低く性能が低下する箇所がないことを保証しています。

2. 複数の仕様に対応し、異なるシナリオのサイズおよび性能要件に適応可能

本製品は「メッシュ幅、厚さ、重量」という3つの核心パラメータを中心に、平織と綾織の2種類の布構造を含む豊富な仕様体系を構築しており、さまざまな分野での使用ニーズに正確にマッチします。具体的なパラメータは以下の表の通りです（主要仕様の抜粋）：

これらの中で、1010mm、1818mm、および2020mm幅のカーボンファイバー織物プリプレグは「軽量＋美観」に重点を置いており、外観と質感が求められる家電製品や高級家具分野に適しています。一方、88mm仕様は「高強度＋高重量」を中心に、構造的強度が厳しく要求される産業機械や航空宇宙部品に適しています。異なる仕様の厚さは0.08～0.2mmの間で制御されており、軽量化と構造的安定性の両立を図り、製品設計にさらに多くのサイズ選択肢を提供します。

3. 質感が美しく独特で、機能性と視覚的価値の両立を実現しています

従来のカーボンファイバー預浸材は、機械的特性に重点を置くことが多く、外観は単色またはシンプルな質感に限られ、高級分野における美的要件を満たすのが難しいです。一方、広幅カーボンファイバーバンドルを均等に配列し、経糸・緯糸で織り上げる広幅カーボンファイバー織物の預浸材は、独特で規則的な質感を生み出します。平織構造では繊細な「格子模様」が現れ、パターンが明確で対称性があり、視覚的により洗練されています。斜紋構造では滑らかな「斜めラインの質感」が現れ、層の深さを感じさせる効果が強く、製品のデザインスタイルに応じて柔軟に選択できます。

この美的優位性により、製品は家電分野（ハイエンドノートブックPCの外装、スマートウォッチケースなど）、高級家具（ライトラグジュアリー風のデスクトップ、キャビネットパネルなど）、高級アクセサリー（高級スーツケースフレームなど）およびその他の分野において高い競争力を備えています。例えば、事前含浸処理された2020mmの平織り広幅カーボンファイバー布地で作られたノートブックPCケースは、金属製ケースと比較して重量を40％削減できるだけでなく、独自の格子模様によって製品の識別性も高めます。1818mm仕様は高級家具のパネルに使用できます。透明塗装と組み合わせることでカーボンファイバーの質感が明確に見えるようになり、技術感と高級感を融合させ、従来素材の視覚的制約を打破します。

4. 予含浸プロセスは成熟しており、製品の一貫性と工程適応性を確保しています

広幅カーボンファイバー織物のプリプレグ工程では、自動化された精密装置を用いて、改良型エポキシ樹脂を広幅カーボンファイバー織物に均一に含浸させます。樹脂含有量は35%～45%の間で制御され、含浸均一性は99.5%以上であり、気泡や樹脂欠けなどの欠陥はありません。成熟した前処理含浸プロセスにより、各ロットの製品性能の一貫性が確保されるだけでなく、熱間プレス成形、圧縮成形、真空バッグ成形など、主流の複合材料製造プロセスとの優れた工程適合性も製品に与えられています。

熱間プレス成形プロセスでは、プリプレグの樹脂は良好な流動性を持ち、金型内の隙間を十分に埋めることができます。成形後は部品の表面平滑性が高く、追加の研磨処理を必要としません。圧縮成形では、製品は優れた耐熱安定性を有しており、硬化温度範囲は120〜150℃、硬化時間は30〜60分以内に制御可能で、量産体制に適しています。例えば、10×10mmの広幅カーボンファイバー織物プリプレグを使用してスポーツ用品部品を成形する場合、従来のプリプレグと比較して単一批次の生産効率が20%向上し、製品の合格率は98%以上で安定しており、企業の生産コスト削減に貢献します。

5. 差別化設計による市場競争力の構築

一方で、工程のワイド化における差別化された革新に厳密に従って、織密度や樹脂配合を最適化しています。たとえば、独自開発したワイヤーブンドル拡幅技術により、ワイヤーブンドル幅の誤差を±0.5mm以内に制御でき、業界平均の±1mmを大きく上回っています。他方で、顧客のニーズに応じてグリッド幅（例：12mm、15mmのカスタマイズ仕様）、織物構造（例：サテン）、樹脂種類（例：難燃性樹脂、耐候性樹脂）を調整可能な柔軟なカスタマイズサービスも提供しており、さまざまな分野での個別ニーズに対応しています。例えば、新エネルギー自動車の内装部品向けの需要に対しては、耐老化性を持つ1818mm幅のカーボンファイバー織物プリプレグをカスタマイズ可能であり、航空宇宙アクセサリー向けの需要には、均一な競争による市場圧力を回避するために高強度88mm仕様をカスタマイズできます。