高弾性ガラス繊維の開発動向

現在のアプリケーション高弾性ガラス繊維主に風力タービンブレードの分野に集中しています。弾性率の向上に重点を置くだけでなく、ガラス繊維の密度を制御して適切な比弾性率を実現し、高剛性と軽量化の要求を満たすことも重要です。同時に、リサイクル可能な高弾性率ガラス繊維の開発は、複合材料産業の持続可能な発展を促進するために不可欠です。ガラス繊維業界は、弾性率の向上、コスト削減、そして機能追加を通じて、弾性率と剛性が主要な要件となる複合材料用途に高弾性率ガラス繊維を拡大していく必要があります。

（１）高い比弾性率

高弾性ガラス繊維の開発においては、弾性率の向上を重視するだけでなく、密度の影響も考慮する必要があります。現在、90～95GPaの高弾性ガラス繊維の密度は、一般的に2.6～2.7g/cm³程度です。したがって、弾性率を向上させると同時に、ガラス繊維の密度を適切な範囲内に制御することで比弾性率を高め、複合製品の高剛性と軽量化という目標を真に達成する必要があります。

（2）低コスト

通常の弾性率E-CRガラス繊維と比較して、高弾性ガラス繊維高弾性ガラス繊維はコストと販売価格が高く、多くの分野での応用が制限されています。そのため、低コストの高弾性ガラス繊維の開発が不可欠です。高弾性ガラス繊維のコストは、主にその配合とプロセスのコストに起因します。第一に、高弾性ガラス繊維の配合には、より高価な希土類酸化物や酸化リチウムが含まれることが多く、原材料コストの大幅な増加につながります。第二に、高弾性ガラス繊維の配合にはより高い成形温度が必要なため、エネルギー消費量が多くなり、窯やブッシングの耐用年数にも影響します。これらの要因は最終的にプロセスコストの上昇につながります。コスト削減を実現するためには、配合の革新に加えて、窯の耐火物、ブッシング材料、設計に焦点を当てた生産プロセスの革新的な開発も必要です。

（3）その他の機能強化

高弾性ガラス繊維を風力タービンブレード以外の用途に応用するには、低膨張係数や低誘電率といった付加的な機能要件を満たす必要があります。これにより、プリント基板、高精度自動車部品、5Gインフラといった分野への展開が可能になります。

（4）リサイクル可能な高弾性ガラス繊維

複合材業界は、環境保護と持続可能な開発への関心が高まっているため、材料のリサイクルと劣化に関する問題に直面しています。これは風力タービンブレード業界にとっても重要な懸念事項です。高弾性ガラス繊維将来の繊維リサイクルソリューションを検討する必要があります。これには、生産工程における環境汚染を低減するための原材料配合の最適化や、持続可能な高弾性ガラス繊維ソリューションの開発に向けた回収率の向上が含まれます。