カーボンナノチューブ（CNT）^※1に代表されるナノ炭素材料は、「軽量」「高強度」「高電導度」「高熱伝導度」という特長を有する日本が世界をリードする材料です。NEDOは、CNTの実用化に向けた技術開発プロジェクト「低炭素社会を実現するナノ炭素材料実用化プロジェクト」（2010～2016年度）を進めており、同プロジェクトの助成事業として、CNTによる炭素繊維強化プラスチック（CFRP）^※2製スポーツ用品の研究開発に取り組んでいたミズノ株式会社は、特殊な表面処理を行ったCNTを利用することでCFRPの衝撃強度を従来材料より向上させることに成功するとともに、その量産技術も構築、製品化にめどを付けました。

ミズノ（株）は、第一弾としてゴルフクラブで製品化の見込みです。高強度を活かし、軽量化や新しい設計が可能になることから、ラケットやバット等のスポーツ用品分野への展開も計画しています。

さらに、グループ子会社であるミズノテクニクス株式会社が、CFRPタンク用材料やロボットアーム等の産業用途CFRP材料を手がけており、今後、産業分野への展開と拡大も図る予定です。

NEDOは2016年4月に公開したナノ炭素材料応用製品のロードマップ^※3で、構造材料分野でのCNT応用の拡大を予測しており、今回の成果でCNT実用化が加速することを期待しています。飛行機や車体等に用いることで大幅な軽量化と省エネルギー化による低炭素社会の実現を目指します。

CFRPとCNTの複合化には、CNTの凝集による不均一化が課題でした。ミズノ（株）は、CNTの新規の表面処理技術を利用し、CNTの分子間力の緩和による分散性の向上を実現しました。更には、CNTに付与されたエポキシ樹脂と親和性の高い官能基により、エポキシ樹脂との分子間力の向上を実現させました。（図1参照）

CFRPは炭素繊維とマトリックス樹脂の間に界面が存在するので、衝撃を受けた時に界面剥離^※4が破壊起点となります。今回利用したCNTがマトリックス樹脂内に均質に分散し、CNTに付与された官能基がエポキシ樹脂と炭素繊維の間の強度を高めることに貢献し、界面剥離を抑制していると考えられます。（図2参照）

今回、ミズノ（株）は、このCNTを少量添加するだけでCFRPの特性を大きく向上できることを見いだしました。実際にゴルフクラブを試作して製品レベルの試験を実施したところ、同じ肉厚の従来品に対して衝撃強度を13％向上できました。肉厚を増やさずに衝撃強度を向上できる今回の成果は、今後の製品開発に大きく貢献することとなります。（図3参照）

今回の成果で利用したCNTの新規表面処理技術は、国立大学法人東京大学（工学系研究科　坂田研究室）とナノサミット株式会社からミズノ株式会社に提供されたものです。また、新規CFRP材料の作成には、ミズノ株式会社は東邦テナックス株式会社、神戸天然物化学株式会社の協力を得ました。

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  図1．CNTの分散状態比較

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  図2．界面剥離の比較図

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  図3．ゴルフクラブでの衝撃強度試験結果

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