2014年04月15日08:58
跨過每kg/1千日元的門檻
碳纖維也是日本的家傳技藝。日本的纖維產業實力雄厚，著眼於長期發展而持續投資研發的日本纖維企業力壓歐美企業，掌握著全球70％的份額。寶馬的碳纖維原絲供應商也是日本的三菱麗陽。作為正牌環保材料的碳纖維受到自全世界的關注，碳纖維競爭以日本為舞台已經展開。
在與汽車比肩的另一個碳纖維主戰場——飛機領域，東麗與美國波音、帝人與法國空中客車分別展開合作，展開了霸權之爭。
1971年，東麗在全球率先開始商業生產碳纖維，現在穩居全球份額榜首。1975年，波音在機翼的部件上率先採用了碳纖維。
之后，東麗繼續不斷改進質量，把拉伸強度（斷裂難度）提高到原來的近2倍，拉伸彈性模量（變形難易）提高到原來的近3倍，滿足了眾多用途的需求。其技術實力備受好評，在2011年投入航運的最先進中型客機“波音787”上，CFRP已經佔到了機體重量的5成。
帝人一直長期為空中客車世界最大的雙層客機“A380”供應碳纖維原絲和碳纖維布等材料。並且，還將首次以構件的形式，向預定在年內投入航運的新一代中型客機“A350XWB”的試驗飛機供應機體和機翼等主要結構材料，雙方的關系正在穩步升溫。
今后，碳纖維的需求預計將以每年15％以上的速度擴大。預計5年后，市場將擴大到現在的2倍以上。東麗ACM技術部長小田切信之說：“（碳纖維）可以稱得上是引領綠色創新、肩負公司未來的商品”。
碳纖維要在社會上普及到與鐵和鋁那樣的程度，要解決的課題還有不少。其中比較重要的是成本與成型性。比方說，如果要應用於比寶馬i3便宜的普及價位的量產車，在成型后的狀態下，CFRP的價格需要控制在每kg/1000日元左右。而目前的價格是數倍至數十倍。
於是，由東麗、三菱麗陽、東洋紡、高木精工、東京大學等組成的研究團隊挑戰了NEDO的項目——能以低價格量產的“碳纖維強化熱可塑性樹脂（CFRTP）”，並且於2013年2月開發成功。
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| 2月在新加坡舉辦的亞洲最大航展。波音787（后）與空客A350XWB（前）成為了關注的焦點 攝影：Landov/Aflo |
市場上流通的CFRP大多數使用的是加熱會變硬的環氧樹脂等熱固性樹脂。這種樹脂雖然強度好，但存在加工麻煩等缺點。
通過使用加熱會變軟、具有熱可塑性的聚丙烯樹脂，預計可在與鐵沖壓同等的1分鐘以內成型。因可以使用模具加工成復雜的形狀，所以能用來制作多種構件。其最大的缺點——強度不足，通過實施將碳纖維與樹脂牢固結合的特殊處理得以克服。
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NEDO的項目中開發的碳纖維強化熱可塑性樹脂能夠做曲面、凹凸、卷壓等復雜加工 照片提供：日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO） |
聚丙烯樹脂比環氧樹脂還要便宜。前面提到的佐藤主任介紹說：“若能夠降低碳纖維的價格，則由低廉的樹脂原料和加工費的壓縮，碳纖維就有可能在量產車中得到廣泛運用”。
按照該項目的估算，普通乘用車如果把大約60％的鐵構件換成CFRTP，車體大約可以減輕30％。汽油的消費量也可以減少22.5％。
今后，將繼續研究碳纖維與其他材料的接合技術等，經汽車企業進估后，預計在2020年以后可實現商品化。（作者：吉岡 陽，日經技術在線！供稿）
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