炭素繊維は、その高い強度、軽量性、耐久性により、航空宇宙、自動車産業、風力発電、スポーツ用品、建設工学、医療機器、電子製品、保護機器などに幅広く使用されています。
皆さんご存知の通り、
炭素繊維炭素繊維は束状の素材です。繊維の束の大きさによって、小束炭素繊維（束数≤24K）と大束炭素繊維（束数>24K）に分けられます。Kは束に含まれるフィラメント数1000を表します。例えば、3K規格の炭素繊維は、1束の炭素繊維に3,000本のフィラメントが含まれていることを意味し、12K規格の炭素繊維は、1束の炭素繊維に12,000本のフィラメントが含まれていることを意味します。
前駆体の原料によって、炭素繊維束の各フィラメントの直径も異なります。例えば、アスファルト系炭素繊維のフィラメント直径は10μm以上ですが、PAN系炭素繊維のフィラメント直径は5～8μmで、炭素含有量は約95%です。一方、高弾性率のPAN系炭素繊維では、フィラメント直径は4.5μmと小さく、炭素含有量は99%にも達します。
この記事では、1K、2K、3K、6K などのさまざまな仕様の炭素繊維の主な特性と一般的な用途について簡単に紹介します。
1Kカーボンファイバー
1Kカーボンファイバー：非常に希少な繊維で、他の繊維よりも軽量ですが、非常に高価です。主に仕上げに使用されます。ほとんどの企業は、織り目内の応力を計算することさえできません。線密度はおおよそ66g/1000mです。
2Kカーボンファイバー
2Kカーボンファイバー：市場で最も希少なカーボンファイバーで、現在世界でわずか2社しか製造していません。カーボンファイバーボードに完璧な剛性、軽量性、そして優れた垂直方向の追従性（快適性）を与えることができますが、非常に高価です。
3Kカーボンファイバー
3Kカーボンファイバー：最も人気があり、一般的に使用されているカーボンファイバーの種類です。カーボンファイバーボードにクラシックなカーボンファイバーの外観を与えることができます。3Kはカーボンファイバーの主力素材です。軽量で比較的強度が高く、製造が容易です。3Kは、6K、9K、12Kよりも破断伸びと極限強度に優れています。
3K繊維は撚糸数が少ないため、12Kよりも薄い織物に織り込むことができ、フィラメントを細いチューブ状に巻くことも可能です。主に航空、産業、建設、スポーツ、レジャー用品などに使用され、典型的な線密度は198g/1000mです。
6Kカーボンファイバー
6Kカーボンファイバー：6Kは12Kよりも濡れやすく、ドレープ性に優れています。航空宇宙、建築補強、自動車改造などの分野で使用され、線密度は396g/1000mです。
12Kカーボンファイバー
12Kカーボンファイバー：多くのカーボンファイバーメーカーは、12K繊維が他のK番号繊維よりも安価であるため、コスト削減のために12K繊維を使用しています。12K繊維は製造が容易で、作業量が少なく、価格も安価です。引張強度は高いですが、自転車の一部の構造には適していません。主に軍事、産業用ロボット、科学機器に使用され、線密度は800g/1000mです。
24Kと48Kのカーボンファイバー
24K および 48K カーボンファイバー: 主に工業グレードのカーボンファイバーであるため、主にフィルター、断熱材、作業服の縫製、柔らかい家具やマットレスの製造などに使用されます。
