カーボンニュートラル時代の革命児！石川樹脂工業が挑む「CFRP」短時間成型が変えるモノづくりの未来

石川県加賀市に拠点を置く石川樹脂工業が、製造業界に激震を走らせる革新的なプロジェクトを推進しています。同社は2020年春の実用化を目指し、炭素繊維強化プラスチック、いわゆる「CFRP」の成型時間を従来の4分の1以下に短縮する新技術を開発しました。このニュースに対し、SNSでは「日本の町工場の技術力はやはり凄まじい」「量産化が進めばあらゆる製品が軽くなる」と、期待の声が続々と寄せられています。

CFRPとは、炭素繊維を樹脂で固めた複合材料のことで、鉄よりも強くアルミよりも軽いという夢のような特性を持っています。しかし、これまでは加工に膨大な時間とコストがかかることが最大の弱点とされてきました。石川樹脂工業はこの課題に対し、金沢工業大学との共同開発という形で真っ向から挑んだのです。まさに産学連携の力が、これまでの常識を打ち破るブレイクスルーを生み出そうとしています。

低温・短時間成型が実現する圧倒的な「品質の安定感」

従来の成型手法では、素材を230度という高温で溶かし、さらに強い圧力をかけて冷やし固める必要がありました。この温度調節に時間がかかることが量産の壁となっていましたが、新技術ではわずか150度という低温での成型を可能にしています。固形素材に特殊な触媒を混ぜることで化学反応を促進させるこの仕組みは、まさに化学の魔法と言えるでしょう。作業効率が劇的に向上することで、受託生産のハードルは一気に下がります。

特筆すべきは、スピードだけでなくその「精度」にもあります。成型プロセスにおいて課題となる「気泡含有率」に注目してみましょう。これは材料の中に残る小さな泡の割合を示す指標で、値がバラつくと強度に影響を与えます。今回の新技術では、液体の浸透をコントロールすることで、この気泡を1パーセント以下に抑えることに成功しました。これにより、どの製品を手に取っても同じ強度が保証されるという、工業製品としての高い信頼性を獲得したのです。

軽量化の第一弾はロボットアーム！広がるインフラへの応用

2020年の実用化第一弾として登場するのは、驚異的な軽さを誇る「ロボットアーム」です。重さはわずか1.3キログラムに抑えられており、従来のアルミ製と比較して約30パーセントもの軽量化を実現しました。重さが減れば、それだけモーターへの負荷が軽減され、機械の動作スピードやエネルギー効率も向上するでしょう。工作機械メーカー各社にとって、この軽量化アームは生産ラインの効率を底上げする救世主となるに違いありません。

石川樹脂工業は今後、この技術をインフラ分野へも積極的に展開していく構えです。2019年11月25日現在の計画では、炭素繊維事業の売上を5年後には現在の10倍にあたる2億円規模にまで成長させるという、非常に野心的な目標を掲げています。一編集者の視点としても、こうした地方企業の挑戦が日本の製造業の底力を世界に示し、私たちの生活を支える橋梁や建物の長寿命化に貢献していく未来を確信せずにはいられません。