炭素繊維は、高強度、高弾性率、低密度、軽量、耐化学腐食性、耐高温性など、優れた物理的・化学的特性を有しています。航空宇宙、センシング技術、風力タービンブレード、鉄道輸送、安全保護などの分野で活用されています。超高性能炭素繊維は幅広い用途を有し、その需要は日々増加しており、現在、研究のホットスポットとなっています。炭素繊維の生産と研究においては、日本と米国が優位な地位を占めています。以下では、主に近年の炭素繊維生産企業や研究機関の発展概要を紹介します。
日本東レ
新たな状況に対応するため、東レは2021年7月中旬、フランスの炭素繊維生産販売会社CFEの炭素繊維複合材（CFRP）研究所をオランダのToray Advanced Composites（TAC）に統合し、次世代航空機用熱可塑性プリプレグの開発を加速します。 中期目標の観点から、気候変動に対応し、将来のエネルギー産業のニーズを満たすことは、東レ炭素繊維とそのCFRP産業の重要な目標となります。 東レは最近、3つの新技術の研究開発に注力しています。三井海洋開発株式会社と共同で、浮体式海洋石油・天然ガス貯蔵・輸送設備をCFRPで補修する新技術を開発すること、高熱伝導率技術を使用して金属と同等の放熱性を持つCFRPを開発すること、中空糸状の多孔質炭素繊維を支持体とし、表面に分離機能を持つ薄い炭素膜を使用することで、オールカーボン2層構造のCO2分離膜を形成することです。従来の無機分離膜に比べ、装置の小型化が可能。長年の工業化。
帝人
帝人の炭素繊維事業は、新型コロナ流行による自動車や航空機の需要減退の影響を受け、67億円の損失を計上した。航空機用途の販売が急減したため、風力発電ブレードやスポーツ・レジャー分野での販売を強化し、現在ではベトナムでスポーツ・レジャー用途向けの炭素繊維プリプレグの生産・販売を開始しており、釣竿、ゴルフクラブ、自動車、アイスクラブなどの関連用途向けにも展開している。今後は航空機向け製品の生産も検討していく。帝人炭素繊維の欧州子会社が生産する新型一方向CF/PPSテーププリプレグ「TenaxTM TPUD」は、耐薬品性、耐熱性、リサイクル性、低吸水性、寸法安定性、耐高温クリープ性に優れ、短時間で成形でき、常温での保管・輸送も可能だ。帝人は、繊維径0.1～0.5μmの極細機能性炭素繊維「PotenCia（ポテンシア）」も開発しており、低結晶性、優れた分散性、低抵抗といった特長を有しています。将来的には、リチウムイオン二次電池や電気二重層コンデンサの導電助剤としても期待されます。
ジョージア工科大学、フロリダ大学、コネチカット大学、ライトパターソン空軍基地空軍研究所、UES.デイトン、ボーイングは共同で、多孔質および中空炭素繊維の製造方法と加工方法、およびそれらの構造と性能の関係を研究しました。 海島複合フィラメントは、海島紡糸法で製造され、ポリアクリロニトリル（PAN）が海成分、ポリメタクリレート（PMMA）が島成分として除去され、その後炭化されてハニカム断面を持つ連続中空炭素繊維マルチフィラメントになります。 密度は1.15g / cm3で、通常の炭素繊維より30％低く、引張強度は2.3〜3.0GPaで、T300グレードより約60％高く、IM7は約20％高く、これまで報告されている中空炭素繊維の1.6GPaよりも高くなっています。
