新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）は７月７日、ＮＥＤＯプロジェクトで、ミズノがカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を利用することにより、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）材料の衝撃強度を向上させることに成功したと発表した。
これまで困難とされてきたＣＮＴとＣＦＲＰの複合化を、ＣＮＴの分散性向上によって実現したもので、初の応用先としてゴルフクラブを製品化する見込み。
同社は今後、ラケットやバットなどスポーツ分野への展開を図るとともに、将来的には産業分野への応用拡大を目指す。
ＮＥＤＯは今回の成果により、ＣＮＴ実用化がさらに加速することを期待しているとしている。将来的には航空機や自動車などで使用することで、大幅な軽量化と省エネルギー化が見込まれる。
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）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」という特長を持つ日本が世界をリードする材料。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」（10～16年度）を進めている。
同プロジェクトの助成事業として、ＣＮＴによるＣＦＲＰ製スポーツ用品の研究開発に取り組んでいた同社は、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た。
ＣＦＲＰとＣＮＴの複合化には、ＣＮＴの凝集による不均一化が課題だった。同社は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。さらに、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た。
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ため、衝撃を受けた時に界面剥離が破壊起点となる。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で、界面剥離を抑制していると考えられる。
同社は今回、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出した。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になるという。
今回の成果で利用したＣＮＴの新規表面処理技術は、東京大学工学系研究科坂田研究室とナノサミットから、同社に提供されたもの。また、新規ＣＦＲＰ材料の作成には、東邦テナックスと神戸天然物化学の協力を得ている。
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