なぜカーボンロービングはしなやかに曲がるのか

質問

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の材料となるカーボンロービングは炭素を繊維状にしたものらしいですがどうしてあんなにもしなやかでしっかりと強度があるのでしょうか。
木炭や炭などのようなものは、あんなにしなやかでもないし強度もないです。なぜ同じ炭素なのにあんなにも違うのでしょうか。
ただの炭とカーボンロービングの構造的違いや材料的な違いを教えていただきたいです。
炭には、炭としてのミクロの穴が開いているのが原因でしょうか。でも、それならば習字に使われる墨は炭素と膠を合わせたものなのでほぼ炭素強化樹脂と言っても過言ではないでしょうか。
なので炭素繊維強化プラスチックと炭の違いについても知りたいです。

回答No.9

HikaruSai-2018

たんぱく質だって

https://engineer.fabcross.jp/archeive/181118_steel-strength-silk-webs.html

回答No.8

lumiheart

カーボンファイバーならまだ分かりやすい方では
結晶構造の違いって事で納得しようと思えばできる
ダイヤモンドだって炭素
備長炭だって炭素

グラスファイバーってどうなる？
https://www.neg.co.jp/rd/topics/product-fiber/
ガラスは非晶質で結晶なんてあらへんぞ！
ボロンファイバーだって
http://www.newmetals.co.jp/cat06/cat0603/list.html
セルロースナノファイバーに至っては食物繊維と区別つかんぞ？
https://www.nipponpapergroup.com/research/organize/cnf/

回答No.7

ohkawa3

備長炭などを含め、炭素繊維ではない一般的な炭素は、無定形炭素と呼ばれていて一定の結晶構造をもっていません。これに対して、炭素繊維と呼ばれる物質は長さ方向に連続する結晶（分子）構造をもっていることが大きな差異です。
参考URLは、十分な情報ではないと思いますが、炭素繊維の構造について基本的な情報を提示していると思いますので、参考になさってください。

無定形炭素（普通の炭の粉）を樹脂で固めても炭素繊維で構成されたロープのような特性は得られません。長手方向に連続した分子構造の炭素を、ばらけないように必要最小限の樹脂で固めたのが炭素繊維製品とご理解頂くのが宜しいかと思います。

参考URL：

http://www.ostec.or.jp/TOP/37.pdf

補足

つまり木炭のような炭は、砂糖を押し固めて作ったいわば角砂糖のような構造でそもそも粒状になっているからそれを固めたとしても簡単に壊れてしまう。しかし、カーボンロービングは熱を加えたり特殊な加工をすることで粒からまとまった構造になる。言うなれば砂糖が熱で溶けて飴の様に固まった結晶になり、さらにそれが繊維状になって綿菓子の様になったものがカーボンロービングという事でしょうか。

回答No.6

HikaruSai-2018

カーボンフレームの自転車も繊維の強度(繊維の量だったり、密度)を変えて
しなやかにして乗りやすくしたり、固くして競技用にしたりします
釣竿しかり、ラケットしかりです
強度と質量の比が軽いのと、そういった強度を変えられる事がCFRPの良いところです
強くすれば航空機、自動車のパーツにもなります

回答No.5

nagata2017

炭素原子は4つの外殻電子と4つの空席があるので共有結合を作りやすい。
電子を共有する共有結合は非常に強固な結合である
炭素は炭素原子どうしで共有結合を作りやすく　連続して結合することもできる
それが直線上に結合すると繊維になり　平面的に結合するとシート状になり　チューブ状でナノチューブとなる。
炭素原子同士の強固な共有結合の連続体なので丈夫です。

回答No.4

bunjii

>なぜカーボンロービングはしなやかに曲がるのか
カーボンロービングは細いカーボン繊維をより糸にしてボビン（糸巻き）に巻いた製品を言いますのであなたが言う「カーボンロービング」は別物のように思われます。
カーボンロービングで成型した釣り竿や棒高跳びのロッドであれば強靭でしなやかに曲がります。（言葉を端折ると理解できない人もいます）

>ただの炭とカーボンロービングの構造的違いや材料的な違いを教えていただきたいです。
「ただの炭」とは燃料に使う「木炭」のことでしょうか？
燃料の木炭はナラやクヌギなどの枝を炭焼き窯で炭化させたものです。
木炭を細かく砕いて炭素だけの糸に加工できません。
カーボンロービングは繊維状の樹脂（高分子化合物）を特殊な装置で炭素繊維に焼成したものを撚糸にしたものです。（糸の成分は炭素だけ）

>習字に使われる墨は炭素と膠を合わせたものなのでほぼ炭素強化樹脂と言っても過言ではないでしょうか。
その言い分は「こじつけ」の部類です。
炭素の微粒子を膠で固めただけで、墨を使う目的は紙や布へ墨の色を付着させるために硯で擦って炭素の微粒子を水に分散させて塗り付けます。
従って、「炭素強化樹脂」の仲間には入りません。

>炭素繊維強化プラスチックと炭の違いについても知りたいです。
使う目的が違います。
炭素繊維強化プラスチックは成型品として製品の主要なパーツになりますが、炭（木炭）は燃料や脱臭剤等に使いますので用途は異なります。

回答No.3

HikaruSai-2018

追加参考資料に主たる作り方が書いてます
木材から燃やして出来た炭とは生まれが、育ちが違うということになります

炭素繊維は、ポリアクリロニトリル（PAN）繊維あるいはピッチ繊維といった有機繊維を不活性雰囲気中で蒸し焼きにし、炭素以外の元素を脱離させて作ります。

回答No.2

HikaruSai-2018

参考つけ忘れてました

http://www.torayca.com/aboutus/abo_001.html

回答No.1

HikaruSai-2018

構造の違いですね
名の通り繊維ですから
また単独で使うわけではなくCFRPの様に樹脂で固めますので構造が違います

補足

では、備長炭のような植物繊維が炭化したものを樹脂で強化させるのとカーボンロービングを樹脂で強化させるのとの違いはなんですか？
どちらも炭素を樹脂で補強しているので変わらないと思うのですがどう違うのでしょうか。
私は、そのロービングと炭の違いが知りたいのです。