玄武岩繊維が高周波通信の新時代を切り開く
5G基地局の密度が高まり、携帯電話アンテナの数が増え、光ファイバーケーブルネットワークが拡大するにつれて、通信機器の材料要件は単に「十分」なものから「極めて高い」ものへと変化している。すなわち、低誘電損失、高電磁シールド、軽量性などである。 工事そして、老化に対する耐性。
誘電率が低い、自然な絶縁性、耐候性に優れているなどの特性のおかげで、 玄武岩 光ファイバーは、基地局アンテナ、光ケーブルの強度部材、レドームといった主要部品に採用されつつあります。既存の材料を置き換えるのではなく、高周波・高速アプリケーションにおいて、性能とコスト効率の優れたバランスを提供します。
基地局アンテナおよびRFコンポーネント
アンテナのレドームや取り付けブラケットには、信号減衰を最小限に抑えるために、誘電率と誘電正接の低い材料が必要です。従来のグラスファイバーの誘電率は約4.8ですが、組成を最適化した玄武岩繊維を使用すると、誘電率を4.0～4.2に下げることができ、誘電正接も約20%低減できます。2025年、Comba Telecom (Guangzhou) Ltd.は、「低誘電率玄武岩繊維強化複合レドーム」の特許を出願しました。特定の繊維積層パターンと中空マイクロ球体充填材を使用することで、誘電率を3.8まで下げ、耐衝撃性は従来のグラスファイバーを上回りました。この材料は、すでに小規模な基地局展開でパイロットテストを受けています。
アンテナ反射板には高い剛性と寸法安定性が求められる。四川省華営市にある企業とファーウェイの提携によって開発された玄武岩繊維／ポリウレタン複合材反射板は、アルミニウム合金のわずか3分の1という線膨張率を誇る。屋外の温度変動による変形にも強く、重量も40％削減できる。
光ファイバーケーブルの強度部材
光ケーブル内部の強度部材は、設置時と運用時の両方において引張力に耐えなければならない。従来用いられてきた材料としては、重く腐食しやすい鋼線や、高価なアラミド繊維などがある。 玄武岩繊維強化プラスチック 玄武岩繊維強化プラスチック（BFRP）製の強度部材が、理想的な代替品として注目されています。2025年、ファイバーホーム・テレコミュニケーション・テクノロジーズ社は、「玄武岩繊維強化光ファイバーケーブル補強コアおよびその製造方法」に関する特許（CN1195123A）を取得しました。引抜成形プロセスを採用したこのコアは、引張強度1200MPa、密度は鋼線のわずか4分の1を実現しています。さらに、熱膨張係数が光ファイバーケーブルのシースと一致するため、温度変動による微小曲げ損失を防ぐことができます。この製品は、大洋横断光ファイバーケーブルプロジェクトに導入され、鋼線を置き換えることでケーブル総重量を35%削減し、設置効率を20%向上させました。
長江光ファイバーケーブル（YOFC）は、玄武岩繊維強化光ケーブルの開発も進めている。2026年初頭に発表された実験データによると、BFRP強化コアを使用した架空光ケーブルは、-40℃から70℃までの温度サイクル試験において、0.05 dB/km未満の追加減衰を示し、アラミド系ソリューションを凌駕した。
電子パッケージングおよびフィルターキャビティ
5Gフィルターとキャビティには、高い電気伝導性と低い信号損失を持つ材料が必要です。従来は金属が使用されてきましたが、金属は高い加工精度が求められ、コストが高く、重量も大きくなります。金属化された玄武岩繊維複合材料は、金属キャビティに代わる有力な選択肢となります。2025年、武漢フィンゴ電子科技有限公司は、「玄武岩繊維をベースとした電磁シールド複合材料とそのフィルターへの応用」に関する特許を出願しました。このプロセスでは、無電解銅めっきによって玄武岩繊維布の表面に導電層を形成し、その後圧縮成形によってフィルターキャビティを形成します。試験結果によると、このキャビティの2.6GHz帯におけるQ値はアルミニウム製キャビティと同等であり、重量は50%、コストは約30%削減されています。
さらに、アンテナ内部支持構造には高い絶縁耐力が求められます。玄武岩繊維とポリテトラフルオロエチレン（PTFE）を組み合わせた複合材料を用いて、アンテナ基板間の絶縁および支持に使用される低誘電損失スペーサーを製造する特許が存在します。
波吸収機能と波透過機能の統合
現代の通信機器には、信号伝送を可能にするための電波透過性（レドームなど）と、不要な信号やノイズを抑制するための電波吸収性（空洞内部など）の両方を備えた部品が必要です。玄武岩繊維は、表面改質によって、これら両方の機能を同時に果たすように設計できます。中国科学院深圳先進技術研究所（SIAT）が2025年に発表した研究では、玄武岩繊維の表面にニッケル・コバルトナノアレイを成長させることに成功しました。この改質により、繊維は8～18GHzの周波数帯域で平均15dBのマイクロ波吸収性能を発揮し、機械的強度と低誘電率特性も維持されました。これらの機能化された繊維は、基地局の空洞の内壁に貼るためのマイクロ波吸収パッチとして加工でき、高調波干渉を効果的に抑制できます。
波透過性と波吸収性を一体化した構造に関して、特許取得済みの設計では、多層勾配構造を採用している。すなわち、未改質の玄武岩繊維／樹脂（波透過性）からなる外層と、改質された波吸収性繊維／樹脂からなる内層を、一体成形による圧縮成形で形成している。この構造は、アンテナを環境劣化から保護すると同時に、空洞内部に残留するノイズを吸収する。
実践的な応用事例
1. ZTEの5G基地局用レドーム：2026年初頭、ZTEは5Gネットワーク展開において玄武岩繊維複合材レドームの試験使用を発表しました。試験結果によると、従来のグラスファイバー（FRP）レドームと比較して、信号カバレッジ範囲が約8%向上しました。さらに、この材料は6ヶ月間の屋外暴露後も表面の白亜化や誘電特性の劣化が見られませんでした。
2. 恒通光電「玄武岩光ファイバーケーブル」：恒通光電は2025年後半に、架空送電線向けに設計された玄武岩繊維強化コアを採用したADSS（全誘電体自己支持型）光ファイバーケーブルを発表しました。従来のアラミド繊維強化ケーブルと比較して、この製品はコストを約15%削減し、引張強度を10%向上させており、既に複数の省の電力網通信プロジェクトの入札を勝ち取っています。
3. DaFu Technology製フィルターキャビティ：2025年、DaFu Technologyは、ある機器メーカーの5G基地局で使用するための玄武岩繊維複合材フィルターキャビティを少量生産しました。顧客からのフィードバックによると、ユニットの総重量が1.2kg削減され、予想以上の放熱性能が得られたとのことです（これは、充填材の添加によって繊維の熱伝導率を高めたことによるものです）。
普及を阻む3つの障害
1. 誘電特性の安定性。玄武岩原料のバッチごとのばらつきにより、ファイバーの誘電率に変動が生じます（約±0.2）。厳しい仕様が求められるRFコンポーネントの場合、追加の原料スクリーニングとインライン検査が必要となり、コストが上昇します。 2. 表面金属化プロセスのコスト。電磁シールド空洞に使用されるファイバー表面への無電解銅またはニッケルめっきは、高い処理コストがかかり、コーティングと樹脂間の長期的な密着性をさらに検証する必要があります。
3．業界認証サイクルが長い。通信機器は通信事業者が実施するネットワークアクセス試験に合格する必要があり、材料に変更があれば再認証が必要となる。このプロセスには6～12ヶ月かかる場合があり、新技術の迅速な導入を阻害する要因となっている。
通信機器分野において、玄武岩繊維は周辺機器から中核機器へとその役割を移しつつあります。低誘電率、軽量性、耐候性といった利点を兼ね備えていることから、レドームから光ケーブルの強度部材、フィルタキャビティから電波吸収パッチに至るまで、高周波通信インフラにおいて重要な地位を確立しています。
誘電安定性、金属化コスト、認証サイクルという3つの大きな課題が残っています。しかし、5Gの本格的な展開と6Gの事前研究の開始に伴い、通信業界における新素材への需要はかつてないほど高まっています。玄武岩繊維は、より高速で安定した信号伝送を実現するための重要な素材となる可能性を秘めています。
今後の見通し
まず、低誘電率玄武岩ファイバーの標準化です。5Gおよび6G技術の進化に伴い、誘電率が4.0未満、誘電正接が0.005未満のファイバーに対する需要が高まっています。バッチ間の品質ばらつきの問題を解決することで、大規模な応用への道が開かれるでしょう。
第二に、既存の光ケーブルの強度部材の交換です。我が国の光ケーブルの年間需要は数億ファイバーキロメートルに達します。BFRP（玄武岩繊維強化ポリマー）製の強度部材は、コスト、重量、耐腐食性において明確な利点があり、市場代替の大きな可能性を秘めています。
第三に、電波透過構造と電波吸収構造を一体化している点です。レドームと内部の電波吸収層を一体成形することで、組み立て工程を削減し、コストを抑えることができるため、量産に最適です。