あなたはカーボンファイバーについて本当に知っていますか?

—ベトナム戦争の頃から地雷がカーボンファイバーで作られ、その10年後にはF1にカーボンファイバーが使われ始め、さらに10年後には自転車にもカーボンファイバーが使われるようになりました。カーボンファイバーの歴史は長いですが、皆さんはご存知ですか？

炭素繊維織物
まず、私たちは炭素繊維布をよく知っています。炭素繊維は非常に細いため、使用する前に、これらの繊維を布に織り込む必要があります。この布も炭素繊維布です。


一方向布（UD、一方向）
多くの人がワンウェイクロスは質が悪くて安っぽいと思っているようですが、実際は全く違います。カーボンファイバーは束になっていて、一方向に一列に並んでいるものがワンウェイクロスです。これは単にカーボンファイバーの配列方法の違いであり、カーボンファイバー素材自体の品質とは関係ありません。ワンウェイクロスは自転車のフレームによく使われており、カーボンファイバーの配列方向に沿った強度が高くなります。自転車のフレームには様々な方向からの力が加わる箇所が多く、ワンウェイクロスを使用することでそれらの箇所の強度が向上します。

織物
一般的に、織物は 1K、3K、12K などのいくつかの種類に分けられます。1K は 1000 本の炭素繊維で構成され、それを織り合わせたものを意味します。3K は 3000 本、12K は 12000 本で、非常にわかりやすいです。

係数
ある意味では、弾性率は硬さであり、弾性率はしばしばより軽く、より強いことを思い起こさせます。弾性率が高いほど、変形の程度は低くなります。炭素繊維外力の影響を受けます。しかし、実際のフレーム設計では快適性など他の要素も考慮されます。

抗張力
引張強度とは、圧縮強度ではなく、材料または構造物が伸びる傾向のある荷重に耐える能力であり、その荷重は寸法を縮小させる傾向があります。言い換えれば、引張強度は張力（引き裂かれる力）に抵抗するのに対し、圧縮強度は圧縮（押し込まれる力）に抵抗します。

樹脂
炭素繊維は樹脂でコーティングされるまでは強度がほとんどなく、3000本の炭素繊維は手で簡単にちぎることができます。しかし、樹脂でコーティングして硬化させると、鉄や鋼よりも硬くなります。樹脂をコーティングする方法には2種類あり、1つはプリプレグと呼ばれ、もう1つは一般的な方法です。プリプレグは、カーボンクロスを金型に接着する前に樹脂をコーティングするものです。一般的な方法は、カーボンクロスを塗布する時に樹脂をコーティングする方法です。プリプレグクロスの保存には低温が必要ですが、硬化には高温高圧が必要です。これにより、炭素繊維製品の強度が向上します。