1. 原料となる炭素のほとんどはアジアから来ている
マウンテンバイク カーボンファイバーフレームポリアクリロニトリル (PAN) 繊維から作られています。ポリアクリロニトリル繊維は高温に加熱され、繊維内の炭素以外の物質はすべて燃え尽き、非常に細く長い繊維だけが残ります。処理が適切であればあるほど、材料はより硬くなります。
これは複雑な工業プロセスであり、炭素繊維原料を製造できる企業は世界でもわずか数社しかありません。2010 年の米国エネルギー省の報告書によると、世界の炭素繊維供給の 90% 以上が、東レ、帝人グループ、三菱レイヨン、トロテック アメリカ、ヘクセル、サイテック アメリカの 6 社から供給されています。東レ、帝人、三菱は、世界の炭素繊維生産のほぼ 3 分の 2 を占めています。ゾルテック、ヘクセル、サイテックは米国に本社を置き、世界の炭素繊維生産のおよそ 3 分の 1 未満を生産しています。
2. 自転車に使われるカーボンファイバーには複数の種類がある
カーボン ファイバーには、生のフィラメント、ファイバー クロス、ショートカット ファイバーなど、さまざまな形態があります。ショートカット ファイバーは一般にペダルに使用されます。カーボン ファイバー クロスは一般にフレームに使用されます。カーボン ファイバー クロスは、その名前の通り、巨大なスプールに巻かれたロール状の布によく似た連続カーボン ファイバー クロスです。生のフィラメントは自転車業界では比較的珍しく、それを生産できる自転車メーカーはごくわずかです。
3. フレームにはカーボンファイバーに加えて、...
私たちが通常「カーボン ファイバー」と呼んでいるものは、実際にはカーボン ファイバー複合材料であり、カーボン ファイバー複合材料は自転車のフレームの唯一の材料ではありません。カーボン ファイバーの超高剛性には条件があるためです。カーボン ファイバー複合材料のみの場合、非常に脆く、裂けて壊れやすい傾向があります。カーボン ファイバーの特性を維持するために、カーボン ファイバーはエポキシ樹脂 (ゲル状の材料) に浸してから金型に入れ、複合材料を形成します。自転車業界で使用されるカーボン ファイバーのほとんどは、「プリプレグ」と呼ばれるプロセスでこの形で処理されます。
樹脂には 2 つの役割があります。1 つ目は、カーボン ファイバーをまとめることです。2 つ目は、樹脂が強靭性と耐久性を増すことです。わずかな可塑化により、衝撃 (衝突や破片の衝突など) を受けると変形し、繊維がひどく裂けることなく衝撃を吸収するのに役立ちます。
4. フレームに使用されているカーボンファイバーは、
良質のカーボンファイバーフレームは、カーボンファイバーの混合物から作られ、特定の目的のためにフレームのさまざまな位置に異なるタイプのカーボンファイバーが使用されています。高弾性繊維は高価です（プロセスが複雑なため）。そのため、自転車メーカーは、エアチューブ、ボトムブラケット、リアフォークなどの重要なエリアに比較的少量の高弾性繊維を使用して、ペダリングの力に耐え、自転車をより頑丈にするという賢明な方法を採用しています。しかし、高弾性繊維は、標準弾性繊維、中弾性繊維、高強度繊維とともに金型に入れられ、良質のカーボンファイバーフレームに求められる耐久性、性能、乗り心地を生み出します。
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