切断されたカーボンファイバーと連続カーボンファイバー：主要な性能の違い

炭素繊維複合材料の世界では、「チョップドカーボンファイバー」と「連続カーボンファイバー」は、欠かせない二つのキーワードです。どちらも炭素繊維強化材として機能しますが、構造形態、機械的特性、加工方法などの面で明確に異なる「個性」を持っています。 応用 シナリオ
では、この2つにはどのような主要な性能差があり、実際の用途でどのように選べばよいのでしょうか？この記事では、それらを一目で明確に理解するお手伝いをします。

異なる繊維形態

切断カーボンファイバー
このプロセスでは、連続した炭素繊維を数ミリメートルから数十ミリメートルの長さ（通常は0.1～12 mm）に切断し、米粒や柱状の束のような短い断片としています。

連続カーボンファイバー
繊維の全長を保持し、一方向、布状、または多軸など秩序立てて配向させることで、正確な荷重支持と伝達が可能になります。フィラメントの長さは数キロメートル以上にもなり、糸巻きやフィラメント束としてボビンに巻き取られます。1つの束には、1,000本（1k）、3,000本（3k）、12,000本（12k）あるいはそれ以上の個別フィラメントが含まれる場合があります。

機械的特性の違い

補強効果の観点から：

切断カーボンファイバー
(1) 繊維長が限られているため、インターフェースを通じた頻繁な荷重伝達が必要
(2) 強度は大幅に向上するが、連続繊維強化材と比べると依然として低い
(3) 構造的な荷重支持というより、「性能向上」に適している

連続カーボンファイバー
(1) 応力経路が途切れない連続繊維
(2) カーボンファイバーの高強度および高弾性率特性を完全に発揮
(3) 切断カーボンファイバーよりも引張、曲げ、疲労性能が著しく優れる
連続カーボンファイバーは「荷重を受ける構造体」に適しており、一方で切断カーボンファイバーは「性能向上材」としての機能が主である。

異方性の変化：制御可能 vs. 均衡型

切断カーボンファイバー複合材料
(1) 繊維の不規則な分布
(2) 比較的均一な等方性特性
(3) 複雑な応力状態や多方向の荷重環境に適している

連続炭素繊維複合材料
(1) 明著な異方性を示す
(2) 設計方向に対して卓越した性能を持つが、非荷重方向では比較的劣る
(3) 積層設計による「方向性強化」が必要
これが chopped carbon fibers（切断炭素繊維）が射出成形部品で広く使用される主な理由でもある。

加工方法の違い：効率と性能のトレードオフ

切断カーボンファイバー
(1) 射出成形、押出、圧縮成形などのプロセスに適している
(2) 成形効率が高く、量産に最適
(3) 熱可塑性樹脂系と容易に適合可能

連続カーボンファイバー
(1) 主に手積み、巻取り、押出成形、RTMおよびプリプレグ工程で使用される
(2) 高度な設備と工程管理を要する複雑な製造プロセス
(3) 高性能でカスタマイズされた構造部品に適している
生産能力とコスト管理を重視する場合、切断繊維の方が利点が大きいです。
究極の性能を追求する場合、連続繊維は事実上唯一の選択肢です。

典型的な適用シナリオの比較

切断カーボンファイバーの一般的な用途
エンジニアリングプラスチック（PA、PP、PEEKなど）の強化
自動車用機能部品、電子機器筐体
産業用構造部品の軽量化アップグレード
導電性コーティング／インク
コンクリートの補強およびその他の分野

連続炭素繊維の典型的な用途
航空宇宙用構造部品
風力タービンブレードのメインスパーア
ハイエンドスポーツ用品
高性能産業用荷重支持部品