2018年01月18日

世界的な排出ガス規制で車体の軽量化が不可欠となり、欧州を中心とする自動車メーカーは、既にCFRPに概き換えを進めている。

「荒木宏香(編集部)著:中国メーカーが急成長、単層、多層で異なる市場、
エコノミスト、2017.4.18」は参考になる。印象に残った部分の概要を自分なりに補足して纏めると以下のようになる。
1.SiC繊維は、ケイ素〔Si)と炭素(C)をほぼ1対1で結合させた繊維のこと。主に、SiC繊維をセラミックと焼き固めた複合材料である「セラミックス複合制料(CMC)」として使われている。ニッケル合金に比べ.重さが3分の1、耐熱温度が20%高く、強度が2倍などの優れた性能を持つ。航空機のエンジン向けの他、自動車、鉄道、ロケットや、ガスタービンなどのエネルギー機器への用途拡大が期待されている。世界シェアの6割を握る日本の炭素繊維メーカーが、自動車向けの炭素繊維強化樹脂CFRP)の市場拡大をにらみ、投資や開発を加速させている.
2.世界シェアの6割を握る日本の炭素繊維メーカーが、自動車向けの炭素繊維強化樹脂(CFRP)の市場拡大をにらみ、投資や開発を加速させている帝人は2017年1月、買収金額として過去最大の約840億円を投じ、白動車向け複合材料成形メーカーの米コンチネンタル・ストラクチュラル・プラスチックス〔CSP)を買収した。北米自動白動車市場に強力な販売チャンネルを持つCSPを通し、CFRPなどの炭素繊維複合材料事業を本格化させる。
3.三菱レイヨン(現三菱ケミカル)も17年3月、2月に発売されたトヨタ白動車の新型プラグインハイブリッド車(PHV)「プリウスPHV」のバックドアの骨格に、同社のCFRPの中問材料が採用されたと発表した。東レも16年3月、既存のCFRPより4割軽い炭素繊維複合材料「CFRF」を開発。CFRPに比べて強度は劣るが、成形しやすいメリットがあるという。
4.富十経済によると、世界のCFRPの需要は、15年の1.2兆円から30年には4.5兆円と、3倍以上に拡大する見通しである。CFRPの最大の特徴は、鉄より軽く、ねじれなどの変形に強いことだ。この特性を生かし、これまで航空機や風力発電などで主に使われてきたが、自動車分野への用途はなかなか広がってこなかった。
5.その要因が価格と成形時聞である。CFRPの成形は、炭素繊維に樹脂を含浸させたシートを積層し、加熱・加圧して固めるオートクレープ方式が一般的だが、この工程ではコストがかさみ、大幅に価格が跳ね上がる。樹脂の硬化は数時間かかるものもあり、大量生産できない。生産性の低さは価格に直結するため、CFRPの量産化は硬化時問をいかに短縮するかが最大の課題だった。
6.この事情を大きく覆したのが、13年に登場した独自動車メーカーBMWの電気自動車(EV)である。高価格であるが故、それまでCFRPの採用は高級車に限られていたが、大衆車として初めて車体の主要骨格に採用。三菱レイヨンの炭素繊維の原料や技術が生かされた。1台当たり約100kgに相当する大量の炭素繊維を使用しながらも、価格は500万円程度に抑えたことで、業界関係者に大きな衝撃を与えた。従来のオートクレープ方式ではなく、あらかじめ成形した炭素繊維に後から樹脂を注入するRTM方式を採用し、成形時問を劇的に短縮、低価格を実現した。
7.同社の登場を契機に、自動車メーカーはCFRPの採用を積極的に進め、技術開発も加速した。現在は、硬化時聞を短縮できる樹脂を新開発したり、異なる特性の樹脂を適用するなどして、数分で成形できるまでになり、生産コストは現実的な水準に近づいている。
8.一方で、従来の主要素材である鉄を供給する鉄鋼メーカーも、自動車の軽量化に応えるため、鋼材の一部を鉄の3倍以上の強度である超高張力鋼板(超ハイテン)などに置き換えを進めている。また、鉄は価格が安いため、価格では圧倒的に鉄鋼メーカーが有利である。日系目動車メーカーは依然としてハイテンでの軽量化が中心である。
9.世界的な排出ガス規制で車体の軽量化が不可欠となるなか、厳しい基準の欧州を中心とする自動車メーカーの問では、既にCFRPに概き換えを進める動きが主流になりつつある。自動車向けCFRP市場が現実味を帯び、本腰を入れ始めた炭素繊維メーカーは、既存の素材に対する優位性をどう確立できるかが今後重要となる。




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池上湖心プロフィール
○略歴
大東文化大卒、
在学中 上條信山(文化功労者)に師事
書象会理事、審査会員
公募展出展
〇謙慎展・常任理事
・春興賞受賞2回
・青山賞受賞
〇読売書法展理事
・読売奨励賞受賞
・読売新聞社賞受賞
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