炭素繊維（カーボンファイバー）

炭素繊維（カーボンファイバー）とは、有機繊維（主にポリアクリロニトリル：PAN系、または石油ピッチ系）を高温で炭化・黒鉛化処理した繊維です。直径5〜10マイクロメートル程度の細い繊維で、炭素原子が六角形に並んだグラファイト構造を持ちます。

重要な注意点として、炭素繊維の単繊維（フィラメント）は非常に細く脆いため、そのままでは構造材料になりません。炭素繊維を束ねてシート状や布状にし、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に含浸・硬化させたCFRP（Carbon Fiber Reinforced Polymer：炭素繊維強化樹脂）として初めて構造部材として機能します。ゴルフシャフトやクラウン・フェースの補強材に使われているのはCFRPです。

炭素繊維の特徴としてよく挙げられる「軽くて強い」という表現は、比強度（強度÷密度）・比弾性率（弾性率÷密度）が高いことを示しています。炭素繊維の密度は約1.8 g/cm³で鉄（7.8 g/cm³）の約1/4ですが、引張強度は3,500〜7,000 MPa（グレードによる）と高くなります。ただし「軽くて強い」という単純な言い方は、圧縮方向の弱さや異方性（方向によって強度が変わる）を無視した表現になります。

ゴルフシャフトやドライバーのクラウン・フェースへのCFRP採用は、重量軽減と重量配分の最適化を目的としています。軽量化した分の重量をソールや外周部に配置できるため、重心設計の自由度が上がるという考え方に基づいています。ただし「カーボンシャフト（CFRP製シャフト）だから飛ぶ」という断定は正確ではなく、シャフト特性・スイング・クラブ全体の設計との組み合わせによって結果は変わります。

炭素繊維のグレードは弾性率によって、標準弾性率（Standard Modulus）・中弾性率（Intermediate Modulus）・高弾性率（High Modulus）などに分類されます。弾性率が高いほど変形しにくく（剛性が高い）、一般に価格も上がります。ゴルフシャフトの「高弾性カーボン」という表現はこの弾性率の高さを指しますが、「高弾性＝飛ぶ」という直接的な因果関係はありません。