脱炭素社会？ー炭素繊維？

炭素繊維に興味が湧いたので、少し理解してみたい。なかなか分かりずらいけど、炭素繊維協会さんのサイトを参考にさせていただいた。

何を原料にしているのか？

原料は衣類のアクリル樹脂と石油や石炭だそうだ。

これらの原料を乾留や蒸留という工程を経ると、ピッチという有機物が得られる。これらの物質は繊維化することができる。そして、これらを特殊な熱処理工程にかける。
すると、微細な黒鉛結晶構造をもつ繊維状の炭素物質ができるそうだ。

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pitchとは？

石炭・石油・木材などの有機物質を乾留することによって得られるタールを蒸留したときの残留物。石炭からのピッチはコールタールピッチ、石油からのものは石油ピッチと言う。
石油ピッチは加工されてアスファルトになる。コールタールピッチは、粘結剤のほか鉄材・木材などの防水・防錆・防腐などのための塗料として用いられる。

乾留とは＝不揮発性の固体有機物を空気を断ったまま強熱して熱分解すると同時に、その分解生成物を揮発性有機化合物と不揮発性物質 に分けること。

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一応、炭素繊維には次の分類があるようだ。
原料別の分類としてPAN系、ピッチ系およびレーヨン系があります。生産量および使用量が最も大きいのはPAN系炭素繊維となっている。 

PAN系炭素繊維

PANプリカーサー(ポリアクリロニトリル繊維)を炭素化して得られるもので、高強度・高弾性率の性質をもつ。自動車部品や民間航空機の主翼や胴体等の一次構造材の航空宇宙やロボットハンド等の産業分野の構造材料向け、ゴルフシャフト等のスポーツ・レジャー分野など広範囲な用途に使われている。

もう私たちの生活から切っても切れない身近な存在になっている。

ピッチ系炭素繊維

これは先に理解したとおり、ピッチプリカーサー(石炭からのコールタールや石油を原料として得られるピッチ繊維)を炭素化して得られる。
製法の諸条件で、低弾性率から超高弾性率・高強度まで広範囲の性質が得られる。
これらの繊維には短繊維やミルド繊維があり、アスベスト代替として自動車のブレーキパッドやクラッチ材に利用されている。炭素繊維フェルトからは高温炉向けの断熱材等が製造されている。これは太陽電池の発展にも関係している。

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例えば最近のハイブリッド車の燃費をよくするために車体を軽く、しかも丈夫にするために、プラスチックに炭素繊維を組み合わせて製造する、CFRP＝炭素繊維強化樹脂 「カーボンファイバー」などの樹脂製品がたくさんあります。他の物質と組み合わせて炭素繊維の軽く強度の高い性質を生かす製品は身の回りにたくさんある。二酸化炭素を排出しない風力発電のプロペラもそうだ。

こうやって調べていると、脱炭素社会をつくるといいながら、炭素繊維にかなり頼っているのが私たちの社会だ。どう考えていけばいいのか？
とりあえず、炭素繊維の事は大まかに分かった。難しい高い技術が必要な工程を経て製品をつくっているようだ。ただ、有機物質に熱を加えて炭素化している基本は変わらない。

今回もまたひとつ理解いたしました。
ところで、菅総理が「2050年カーボンニュートラルを実現する・・・」と言っていたけど、カーボンニュートラルって何？