1. 岩の いとは、しぜんにも あるの?
1. 溶岩が引き伸ばされると、自然にも岩の糸ができる
1. 玄武岩とは何か ── 溶岩が引き伸ばされてできる自然の糸「ペレの毛」
ハワイの キラウエアという 火山では、ふきだした とけた 溶岩が、空中で ひっぱられて、細い 金色の いとのように なる ことが あります。「ペレの 毛」と よばれます[3]。
ながさが 1メートルを こえる ものも あります。でも、とても おれやすく、風で とぶと あぶない ことも あると いわれます。
この 黒い 岩の なかまが 玄武岩です。日本でも 富士山などに あります[1]。では、人が この 岩から わざと いとを つくるには、どうするのでしょう。
ハワイのキラウエア火山で溶岩が噴き上がると、とけた溶岩のかたまりが空中で引きちぎられ、ガラスの細い糸になることがあります。「ペレの毛」と呼ばれ、長さは1メートルを超え、太さは1ミリ未満になるものもあるとアメリカ地質調査所(USGS)の解説にあります[3]。折れやすく、風に乗って飛ぶと危険にもなる、と同じ解説は注意しています。
これは自然が作った糸で、工業の玄武岩繊維そのものではありません。ただ、「岩は溶けて引き伸ばされると糸になる」ことを、火山が見せてくれているわけです。
玄武岩は、暗い色のことが多い、きめの細かい火山岩です。色だけでは見分けられません。火山岩のなかでいちばん多い種類で、海の底の表面をつくり、日本でも富士山や伊豆諸島などに分布します[1]。玄武岩という名は、兵庫県豊岡市の玄武洞に由来するとされます[8]。では、人はこの岩から、どうやって糸を取り出すのでしょうか。
キラウエア火山の溶岩噴泉では、液体の溶岩のかたまりが空中で引き伸ばされ、火山ガラスの繊維ができる。「ペレの毛」と呼ばれ、長さは1m超、太さは1mm未満に達するという。折れやすく、風で飛散すると危険になる点も、USGSハワイ火山観測所の解説に書かれている[3]。自然の火山ガラスであって工業製品ではないが、玄武岩繊維の原理──溶かして引き伸ばせば糸になる──を、そのまま示す現象である。
玄武岩は暗い色のことが多い緻密な火山岩で(色だけでは見分けられない)、斜長石・橄欖石・輝石などの結晶を含み、火山岩のなかで最も多量に存在する。海洋底の表層をつくり、日本では富士山・伊豆諸島・玄武洞などに分布する[1]。名称は兵庫県豊岡市の玄武洞に由来するとされる[8]。
地球上にありふれた岩であることが、のちの話の前提になる。では、人間はこの岩からどのように連続した糸を引き出すのか。
2. 人は、どうやって 岩を いとに するの?
2. 砕いて1,400〜1,500℃で溶かし、細い穴から引き出す
2. 砕いて溶かして引き出す ── 添加物なしで作れるのはなぜか
まず、岩を こなごなに くだきます。それを 1400〜1500どほどの、とても あつい 火で とかします[4]。
どろどろに なった 岩を、細い あなから ひっぱりだすと、ながい いとに なります。これが 玄武岩繊維です[2]。
ふつうの ガラスの いとは、いくつかの ざいりょうを まぜます。玄武岩繊維は、岩 ひとつを つかい、つくる ときに ほかの 材料は ほとんど たしません[6]。
たとえば、ガラスの いとは「何しゅるいかの こなを まぜた ねん土」、玄武岩の いとは「はじめから ちょうど いい ねん土」、と いえば ちかいでしょう。ただし ほんとうは、岩の しゅるいで 中身が すこし ちがいます。
作り方の骨組みは、火山の「ペレの毛」とよく似ています。砕いた玄武岩を1,400〜1,500℃ほどの高温で溶かし、ブッシングと呼ばれる細かい穴から引き出して、切れ目のない糸にします[4][5]。温度は資料によって幅があるので、およその目安です。
ここで面白いのは、材料の数です。ガラス繊維は、原料にいくつかの成分を配合して作ります。玄武岩繊維は、玄武岩1種類から作れ、製造中に加える材料もほとんどありません[4]。国内企業の発表でも「玄武岩100%」「化学物質を一切添加せず、有毒ガスや有害物質を排出しない」と書かれています[6]。これは企業側の表現なので、環境に完全に無害という意味ではありません。
この方法は、ずっと昔から実用だったわけではありません。1923年にフランスのポール・デュエが、玄武岩繊維を作る最初の試みとされ、アメリカで特許を取りました[5]。その後、冷戦期の1950〜60年代にはソ連(現在のウクライナのキーウなど)で、軍事や航空宇宙向けの研究が進んだとされます[5]。
岩から糸ができても、使い道がなければ工場は動きません。この糸が最初に期待された働き場所は、どこだったのでしょうか。
砕いた玄武岩を約1,400〜1,500℃で溶融し、白金合金などの細孔(ブッシング)から引き出して連続フィラメントにする。温度は資料によって幅があり、一点には決まらない[4][5]。ペレの毛が溶岩の噴出のなかで偶然に起こる現象なのに対し、工業的には、温度と引き出し速度を制御して、太さのそろった糸を連続して作る。
特徴は、原料の単純さにある。ガラス繊維は複数の成分を配合して原料を調整するが、玄武岩繊維は玄武岩1種類から製造でき、製造中にほぼ何も加えない[4]。国内企業は「玄武岩100%」「化学物質を一切添加せず」と説明しているが、これは企業発表の表現であり、環境に完全に無害という意味ではない[6]。
歴史的には、1923年にフランスのポール・デュエ(Paul Dhé)が米国特許1,462,446を取得したことが、最初の製造の試みとされる[5]。冷戦期の1950〜60年代にはソ連(現ウクライナのキーウなど)で軍事・航空宇宙用途の研究が進んだとされる[5]。
原料が単純で、しかもありふれた岩であれば、材料として使いやすい。ただし、それだけでは使い道は決まらない。建設の現場が欲しがる性質は何か。
3. 岩の いとは、コンクリートと なかよし?
3. コンクリートと「相性がよい」糸だと考えられている理由
3. 線膨張係数が近いとは何を意味するか ── モルタル実験と補強材としての利点
コンクリートは、ビルや 橋に つかう かたい 材料です。でも ひっぱる ちからには よわいので、中に 強い ざいりょうを いれて たすけます。
玄武岩繊維は、あたたまったり ひえたりして のびちぢみする わりあいが、コンクリートと 近いと いわれます。のびちぢみが ちがうと、あいだに すきまが できやすいからです[2]。
ある けんきゅうでは、玄武岩繊維を まぜた モルタル(コンクリートの なかまです)が、はがねや ガラスの いとを まぜた ものより、おしても ひっぱっても 強かったと ほうこくされています[2]。ただし その じっけんの じょうけんでの けっかです。
鉄筋コンクリートは、コンクリートが押す力に強く、鉄筋が引く力を受け持つ組み合わせです。ここに繊維を混ぜて、ひび割れを防ぐ研究が続いています。
日本コンクリート工学会の論文によると、玄武岩繊維は、コンクリートと同じくらいの線膨張係数(温度が変わったときに伸び縮みする割合)をもち、引っ張りにも強い性質があるとされます[2]。コンクリートと別々に伸び縮みしてしまうと、境目にすき間ができるおそれがあるため、この近さは補強材として都合がよい点です。
同じ論文では、玄武岩繊維を混ぜたモルタルを、鋼繊維・PVA繊維・ガラス繊維を混ぜたものと比べています。結果は、圧縮強度、引張強度、そして割れたあとの粘り強さを表す曲げタフネス・圧縮タフネスの4項目とも、この論文の実験条件では玄武岩繊維入りが高い結果でした[2]。ただし、どんな場合でも最強とは言えません。論文には、日本では玄武岩繊維補強コンクリートの研究はまだ少ないとも書かれています。
玄武岩繊維には、錆びにくい、熱に強い、燃えない、といった性質もあるとされ、主な用途は建設です[5]。性能と価格は、ガラス繊維と炭素繊維の中間くらいと紹介されています。
錆びず、燃えにくく、コンクリートと伸び縮みが近い。この性質が、ある意外な現場で特に役に立ちます。磁石で走る列車です。
コンクリートは圧縮には強いが引張には弱いため、通常は鉄筋や繊維で補う。ここで玄武岩繊維が注目される理由が、物性の組み合わせにある。日本コンクリート工学会の論文は、玄武岩繊維が天然の玄武岩を溶融・紡糸して作られ、コンクリートと同程度の線膨張係数と高い引張強度をもつと述べる[2]。線膨張係数が近いとは、温度変化で補強材とコンクリートが同じ程度に伸び縮みするということで、境界面にずれや隙間が生じにくい。
この論文は、バサルト繊維補強モルタルを、鋼繊維・PVA繊維・ガラス繊維補強のものと比較した。結果は、圧縮強度、引張強度、圧縮タフネス、曲げタフネスの4項目とも、この論文の実験条件ではバサルト繊維入りが高い結果を示した[2]。ただしモルタルでの実験結果であり、すべての条件で最強と読むことはできない。論文自身も、日本ではバサルト繊維補強コンクリートの研究は現状少ないと述べている。
一般的な性質として、耐食性・耐熱性・不燃性、電磁的に不活性であることがあげられ、建設(コンクリート補強)が主な用途とされる。性能と価格はガラス繊維と炭素繊維の中間に位置づけられる[5]。
数値の目安としては、Wikipedia英語版が特定の製造元の値として示す例に、引張強度2.8〜3.1GPa、弾性率85〜87GPa、糸1本(フィラメント)の太さ10〜20マイクロメートルというものがある[4]。10〜20マイクロメートルは、髪の毛の太さよりかなり細い。ただし製品や条件で変わる代表値で、設計の根拠にするものではなく、桁の感覚をつかむための数字である。
なお、電磁的に不活性という性質は、コンクリート補強よりも、磁界の影響を避けたい用途で意味が大きくなる。それがリニアである。
4. リニアに、てっきんは つかえないの?
4. 磁石で走るリニアが、鉄の筋を嫌う理由
4. リニア中央新幹線とバサルトFRP筋 ── 低磁性鉄筋の一部を代替しうる材料
リニアちゅうおう新幹線は、とても 強い 磁石の ちからで 走ります[7]。まわりに 鉄が あると、じしゃくの ちからが みだれる ことが あります。
そこで、じしゃくの えいきょうを うけにくい、てっきんを つかって います[7]。
JR東海は、2025年9月3日、バサルトの いとを かためた「バサルトFRPきん」を たくさん つくれる、世界で はじめての ぎじゅつを つくったと はっぴょうしました[7]。
その せつめいでは、鉄の ぼうに くらべて、じしゃくの えいきょうを うけない、電気を とおさない、さびない、というのが とくちょうです。おもさは やく 5ぶんの 1。もし 鉄が 5キロなら、これは やく 1キロです[7]。
リニア中央新幹線は、超電導磁石の力を使って走ります。そのため、線路まわりの鉄筋が強い磁石の影響を受けないよう、磁界の影響を受けにくい低磁性鉄筋が使われています。JR東海は、バサルトFRP筋がこの鉄筋の一部を代わりに担える材料だとしています[7]。
FRPは、繊維を樹脂で固めた複合材料のことです。バサルトFRP筋は、玄武岩繊維を樹脂で固めて棒状にしたものです。
JR東海は2025年9月3日、このバサルトFRP筋を大量生産できる世界初の技術を開発したと発表しました。同社の説明では、鉄筋と比べて、磁界の影響を受けない(非磁性)、電気を通さない(絶縁性)、錆びない(非腐食性)という特徴があり、重さは約5分の1、降伏強度(材料が元に戻らなくなる力)は約3倍です[7]。数字は同社の説明値で、鉄筋との比較条件がつきます。計算してみると、鉄筋が5kgの長さなら、バサルトFRP筋はおよそ1kgになる、という意味です。
太さ5〜32ミリのものを、熱で柔らかくなる樹脂(熱可塑性樹脂)を使い、短時間で大量に作れるのが新しい点とされます。これまで玄武岩の糸を棒にする作業は、量をそろえにくかったと考えられます。
では、この棒は実際の鉄道の現場で使われ始めているのでしょうか。
リニア中央新幹線は超電導磁石の磁力で走行するため、構造物に使う鉄筋が磁界の影響を受けにくいことが求められ、低磁性鉄筋が使われている。ここで、非磁性の玄武岩繊維が候補に挙がる。JR東海は、バサルトFRP筋がその一部を代替しうる材料だとしている[7]。FRP(繊維強化プラスチック)は、繊維を樹脂で固めた複合材料である。
2025年9月3日、同社は、バサルトFRP筋の大量生産を可能とする世界初の技術を開発したと発表した。同社の説明では、鉄筋に比べ非磁性・絶縁性・非腐食性で、重量は約1/5、降伏強度は約3倍である[7]。これらは比較条件つきの説明値であり、一般化はできない。重量について単純に計算すれば、鉄筋5kg分に対して約1kgとなる。
生産面では、直径5〜32mmの筋を、熱可塑性樹脂を用いて短時間で大量に作れる点が新しい。非磁性や非腐食性という玄武岩繊維の性質が、複合材料の筋材にまで引き継がれたかたちである。
ただし、開発の発表と、営業線での使用は別の段階にある。どこまで確かめが進んでいるのか。
5. 岩の いとは、もう 町で つかわれて いるの?
5. 実験線から橋や踏切へ ── どこまで来たのか
5. 実証試験から営業線へ ── 橋脚の防止工と踏切遮断かんの事例
JR東海は、2021年から、こまきの けんきゅうしせつと、やまなしの リニア じっけんせんで、バサルトFRPきんを ためして います。強さや 出来を しらべて、じゅうぶんな せいのうが あると かくにんしたと いいます[7]。
これからは、やまなしで ためしながら、うみに 近くて さびやすい 東海道新幹線の はまな橋りょうの、ひびわれを ふせぐ ところにも つかう よていだと されて います。いまは、まだ これからの だんかいです。
もう ひとつ。2026年2月10日、よしはら てつどう こうぎょうと ミズノ テクニクスが、踏切の しゃだんかんの 中の ガラスの いとを、バサルトの いとに かえたと はっぴょうしました[6]。
つくる ときに でる 温室こうかの ガスを、これまでの 材料より へらせると いいます。へる わりあいは へいきんで やく 45パーセント、多いときで やく 78パーセント。つまり 100の ところが 55や 22に なる、という けいさんです。これは 会社の しさんです。
JR東海は2021年から、小牧研究施設と山梨リニア実験線で、バサルトFRP筋の実証試験を行ってきました。強度や品質について十分な性能を確認した、と発表しています[7]。
これからは山梨実験線で試験施工を続け、海が近くて塩害を受けやすい東海道新幹線・浜名橋りょうの橋脚の、ひび割れを防ぐ工事にも使う予定とされています。営業線での使用は、まだこれからの段階です。
もう一つの例が、踏切の遮断かんです。2026年2月10日、吉原鉄道工業とミズノ テクニクスは、遮断かんに使うFRP製品の強化繊維を、ガラス繊維から玄武岩繊維に替えたと発表しました[6]。製造の段階で出る温室効果ガスの量(地球温暖化係数)を、従来素材と比べて平均で約45%、最大で約78%減らせると、会社らは説明しています。
この数字を計算してみると、従来の100が、平均で55くらい、最大で22くらいになるという意味です。ただし企業の試算なので、約45〜78%と範囲でとらえるのが安全です。
岩の糸の役目は、リニアという特別な現場だけでなく、踏切のような身近な設備にも広がりつつあります。それなら、この話から自分で何を調べたり確かめたりできるでしょうか。
JR東海は2021年から小牧研究施設と山梨リニア実験線で実証試験を行い、強度・品質について十分な性能を確認したと発表している[7]。今後は山梨実験線で試験施工を続けるとともに、塩害を受けやすい東海道新幹線・浜名橋りょうの橋脚のひび割れ防止工にも使う予定とされる。営業線での使用は、まだこれからの段階である。
用途は鉄道設備にも広がる。2026年2月10日の発表で、吉原鉄道工業とミズノ テクニクスは、踏切遮断かんのFRP製品で、強化繊維をガラス繊維からバサルト繊維に替えた。製造段階の地球温暖化係数を、従来素材比で平均約45%、最大約78%削減できると説明している[6]。従来を100とすれば約55〜約22に相当する計算だが、これは企業の試算であり、削減率は範囲で読む必要がある。
ここまでの流れを一本にすると、岩を溶かして糸にする → 単純な原料とコンクリートとの相性 → 非磁性・非腐食性が活きる低磁性鉄筋の代替 → 橋や踏切といった現場へ、となる。残る問いは、数値の根拠を自分で確かめられるか、である。
6. 岩の いとが つかわれる ばしょを 見つけてみよう
6. 玄武岩の糸の行き先を、自分で探すには
6. 数字の出どころを自分で確かめる ── 原典と、岩を実際に見る場所
家に ある ぼうの かたちを した ものを ひとつ えらんで、何で できて いそうか かんがえて みましょう。見た 目、さわった かんじ、もった ときの おもさが てがかりです。ほんとうの 材料は 見ただけでは わからない ことが 多いので、「こう かもしれない」と よそうする のが たのしいところです。
家の 近くの 公園や 川で、黒っぽくて かたい 石を さがして みるのも おもしろいです。玄武岩かどうかは、そのままでは わかりません。ひろった 石は、もちかえらずに その ばしょに もどして あげましょう。
もっと しりたく なったら、JR東海が 出した おしらせを よんでみて ください。
踏切の遮断かんがFRP製かどうか、どんな強化繊維が使われているかは、外から見て分かるものではありません。そこで、家にある棒状のもの(物差し、傘の骨、つっぱり棒など)を一つ選び、何でできていそうかを、見た目や重さ、たたいたときの音から予想してみるのはどうでしょうか。予想と実際の素材表示をくらべると、材料への見方が少し変わります。
黒っぽくて硬い石を、公園や川原で探してみるのもよいでしょう。見た目だけでは玄武岩と決められませんが、色、重さ、表面の細かい粒の様子を観察して書き残すことはできます。石は元の場所に戻し、むやみに割らないようにしてください。
数字の出どころを自分で確かめたいときは、JR東海の2025年9月3日のニュースリリース、吉原鉄道工業とミズノ テクニクスの2026年2月10日の発表、日本コンクリート工学会の論文が、この記事で使った一次に近い資料です。出典欄にまとめてあります。
この記事の数字を自分で確かめるなら、まずJR東海の2025年9月3日のニュースリリースを読み、「約1/5」「約3倍」が何と何を比べた値かを探してみるとよい。次に、吉原鉄道工業とミズノ テクニクスの発表で、「平均約45%・最大約78%」がどの製品・どの範囲の試算かを確かめる。どちらも企業・事業者の説明値であり、第三者の評価とは別である。
コンクリート補強の話は、日本コンクリート工学会の論文でモルタルの実験条件を確認できる。論文は、日本ではバサルト繊維補強コンクリートの研究が少ないと述べており、これから実験や論文が増える余地があると読める。
身近な観察としては、黒っぽい火山岩のある場所を探すことができる。玄武洞は兵庫県豊岡市にある。見学のときは、案内や規則を守り、石を持ち帰らないこと。
しらべた もとの じょうほう
参考にした情報源
参考にした情報源と、その使い方
使った資料と、使った部分です。企業の発表は、企業の説明として読んでいます。
- コトバンク「玄武岩」 https://kotobank.jp/word/玄武岩 (玄武岩の性質と分布)
- 高橋・Pareek「バサルト繊維補強モルタルの力学的特性に関する基礎的研究」(日本コンクリート工学会) https://data.jci-net.or.jp/data_pdf/38/038-01-1044.pdf (線膨張係数・モルタル実験の結果)
- USGS ハワイ火山観測所 Volcano Watch「Pele's hairs: a beautiful hazard」 https://www.usgs.gov/observatories/hvo/news/volcano-watch-peles-hairs-a-beautiful-hazard-island-hawaii (ペレの毛)
- Wikipedia(英語)「Basalt fiber」 https://en.wikipedia.org/wiki/Basalt_fiber (製造の温度の目安・添加物なし。二次資料)
- Compositi Magazine https://www.compositimagazine.it/?p=7541 (製造・歴史・用途の目安。二次資料)
- Impress Watch「吉原鉄道工業・ミズノ テクニクスの発表」 https://www.watch.impress.co.jp/docs/news/2084931.html (玄武岩100%の説明・遮断かんの事例。企業発表の報道)
- JR東海 ニュースリリース(2025年9月3日) https://jr-central.co.jp/news/release/_pdf/000044519.pdf (バサルトFRP筋の特徴・実証試験)
- コトバンク「玄武洞」 https://kotobank.jp/word/%E7%8E%84%E6%AD%A6%E6%B4%9E-61032 (名前の由来)
なおした ところ
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