炭素繊維前駆体フィラメントは、そのままの状態で直接利用されるわけではありません。むしろ、それらは炭素繊維の製造のための重要な前駆体材料として機能します。その品質は、得られる炭素繊維の機械的特性を直接決定し、その下流用途は炭素繊維自体を通じて実現されます。主要な応用分野には、航空宇宙、風力タービンブレード、スポーツおよびレジャー機器、圧力容器などがあります。
航空宇宙分野では、-高性能炭素繊維-の中核領域である-小さなトウ前駆体フィラメントが主に使用されています。スモールトウ フィラメントは、依然として PAN ベースの炭素繊維前駆体の世界市場において中心的なサブセグメントであり続けています。{6}{7}航空宇宙および防衛産業は現在、PAN{9}} ベースの炭素繊維前駆体に対する最も重要かつ主要な需要源を構成しており、2024 年には市場シェアの約 49.22% を占めます。スモールトウ炭素繊維の製造には、高価な特殊なポリアクリロニトリル (PAN) 前駆体フィラメントの使用が必要であり、関連する製造技術は厳格な機密保持の対象となります。
産業および民生部門では、ラージトウ前駆体フィラメントはコストを削減し、産業用途の範囲を拡大するのに役立ちます。{0}ラージトウ前駆体の開発の軌跡は、主に産業および民間の要件を満たすことに焦点を当てています。{2} 24K と 48K の 2 製品の大規模生産は、この需要に対応するために特別に設計されています。-その結果、優れた機械的特性を備えたラージトウまたは「ジャンボトウ」製品の開発が、炭素繊維技術の産業的進歩における極めて重要な目標として浮上しました。
前駆体フィラメントのコストは炭素繊維の総コストのかなりの部分を占めており、最終用途における炭素繊維の広範な採用に影響を与える重要な要素となっています。{0}}現在、中国国内の炭素繊維産業では、前駆体フィラメントが生産コストのかなりの部分を占めており、-その率は 60.26% に達します。具体的には、これらの前駆体フィラメントの調製に関連するコストは、総生産コストの約 51% を占めます。前駆体フィラメントの準備は、この特定の段階で発生するコストが全体の生産支出のほぼ半分を占めるため、炭素繊維生産の「重要な関係」と考えられています。
炭素繊維の応用範囲を広げるには、炭素繊維の費用対効果の高い生産を促進するために、低コストの前駆体フィラメントを開発することが不可欠です。{0}{1}{1}新しい低コストの前駆体材料の研究には、繊維-グレードのポリアクリロニトリル、溶融紡糸ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、リグニンなどが含まれます。-さらに、リグニンなどのバイオ-原料--が研究者からの注目を集めています。
産業バリューチェーン全体にわたる協力的な取り組みを通じて、前駆体フィラメントから最終製品への変換は、より広範な炭素繊維産業エコシステムの中で極めて重要な段階を表します。
