研究開発された技術紹介

航空機・自動車業界等では安全性を確保し、且つ軽量化を果たす為に炭素繊維複合材料(CFRP)に対して更なる高靱性化を求めている。令和２年度から令和４年度の３年間、本事業では独自技術の粉砕法により安価で大量生産を可能とするナノマテリアルの製造技術の実用化及び従来成し得なかったCFRPの高靱性化を目的に研究開発を遂行した。

・独自の湿式粉砕条件により平均直径1μm以下、アスペクト比10〜50のA-CNFを製造
・分散剤の最適化により乾燥後の凝集を10μm以下に抑制、樹脂中で均一に分散
・大型粉砕設備の導入と駆動条件最適化で250kg/月の量産技術を確立
・A-CNF添加エポキシ樹脂の機械強度が無添加品の1.2倍に向上
・A-CNF添加CFRPの層間靭性が無添加品の1.5倍に向上

・粉砕技術
-平均直径1μm以下、長さ5〜15μm、アスペクト比10〜50以上のA-CNFを安定製造
-歩留り75%以上、変動費50％低減、生産量250kg/月を達成

・樹脂中への分散技術
-乾燥後の凝集塊を10μm以下に抑制
-1週間以上沈降しない均一分散を実現

・評価技術
-A-CNF添加エポキシ樹脂の機械強度が無添加品の1.2倍、強度バラツキ1/2以下
-A-CNF添加CFRPの層間靭性が無添加品の1.5倍

以上の成果により、従来のCNTに代わる安価で量産可能な新ナノマテリアルA-CNFを用いたCFRPの高靱性化に目途

・7件の特許を出願済み(内6件公開済み、1件特許化済み)
・今後も知的財産権の取得を進め、独自技術の優位性を維持
・他社へのライセンス契約も検討

・航空機の構造材や内装材への適用により、機体の10%軽量化と3%のCO2排出削減が可能
・燃料電池車や電気自動車の車体軽量化による燃費向上・航続距離向上
・スポーツ用品、コンシューマ製品などの高強度・軽量化による使用者の利便性向上

・航空機メーカーや素材メーカーと共同で材料評価を進め、早期の認定取得を目指す
・顧客要望の追加データを取得中
・スポーツ・レジャー用品、コンシューマ製品向けに国内外で販路開拓を実施中
・展示会出展やニュースリリースにより新規用途開拓、販路拡大を推進
・量産設備の増強、品質安定化により安定供給体制の構築を進行中

・従来のCNTに比べ安価で大量生産が可能なA-CNFにより、CFRPの高靱性化と軽量化を同時に実現
・A-CNF添加により CFRPの層間靭性が1.5倍に向上し、10%の軽量化と3%のCO2排出削減が可能
・熱可塑性樹脂へのA-CNF添加で強度を維持したままリサイクルが可能となり、サーキュラーエコノミーに貢献
・SDGsの目標達成に寄与する環境負荷低減材料として、航空宇宙、自動車、スポーツ・レジャー用品など幅広い産業への展開が期待される

・航空機・自動車向けサンプル出荷開始、認定取得
・スポーツ・レジャー用品、コンシューマ製品向け事業化
・航空機・自動車向け事業化開始
・海外展開本格化

・各業界により要求データが異なり、追加試作や評価が必要
・採用までの間、少量試作に対応してくれるプリプレグメーカが少ない

・プリプレグメーカーとの連携
・各種評価可能な評価機関との連携