用語集

FRP(繊維強化プラスチック)とは

FRP(Fiber Reinforced Plastics)とは、樹脂プラスチックにガラスなどの繊維を混合させ、強度をアップさせた複合材料です。繊維強化プラスチックとも呼ばれます。

FRPの特徴に関しては、樹脂プラスチックが基礎素材のため軽量で、繊維強化をしているため強度が高いことです。もともと樹脂プラスチックは、軽量だが弾性率が低いため基本構造部材としては適していませんでした。しかし、ガラス繊維などの弾性率が高い素材を添加することで、軽くて強度がある複合素材が出来ました。

FRPのメリットとしては、弾性が高い、耐熱性・耐衝撃性・耐水性・耐薬品性・電気絶縁性に優れるなどのメリットがあります。また、対金属に関してのメリットは、金属と比べても強度性が高く、軽量で錆びずに腐食しにくい点です。そのFRP特性が認められて、自動車・鉄道車両の外装や内装部材、農業資材、バスルームや浄水器などの住宅設備関係でFRPが使用されています。

しかし、デメリットも存在しており、対金属に関して強度が優れていますが耐衝撃性は劣ります。また、経年劣化によりボルト穴の部分などからクラックが発生することがあります。素材の分離が困難という点があり、リサイクル性に懸念があります。


FRP構成素材

FRPはガラス繊維とポリエステル樹脂の複合がポピュラーですが、用途や目的によって繊維と樹脂の組み合わせパターンは色々あります。

繊維の種類

ガラス繊維、アラミド繊維(ケブラー繊維)、カーボン繊維、ザイロン繊維、ポリエチレン繊維(ダイニーマ)、ボロン繊維 など

樹脂プラスチックの種類

ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、熱可塑性樹脂 など


FRPの種類

  • GFRP(ガラス繊維強化プラスチック)
  • 電波透過性があり、繊維強化プラスチックの中では価格が安いです。GFRPは、Glass Fiber Reinforced Plasticsの略語です。

  • CFRP(炭素繊維強化プラスチック)
  • アルミニウム合金の代替材として使用されます。CFRPは、Carbon Fiber Reinforced Plasticsの略語です。

  • ZFRP(ザイロン強化プラスチック)
  • ザイロン繊維を複合させて、強度性が非常に高く、難燃性を有します。ZFRPは、Zylon Fiber Reinforced Plasticsの略語です。

  • GMT(ガラス長繊維強化プラスチック)
  • 車載部品に使用され、強度性が高い

  • AFRP・KFRP(アラミド繊維強化プラスチック)
  • アラミド繊維(ケブラー繊維)はとても切れにくい素材であり、耐衝撃性が良く、強度が良好です。しかし、切れにくいという素材特性により、成形加工性があまり良くありません。

  • BFRP(ボロン繊維強化プラスチック)
  • 対弾丸性に優れており、強度も良いです。なので、軍事兵器関係に度々使用されるケースがあります。

  • DFRP(ダイニーマ繊維強化プラスチック)
  • DFRP(ダイニーマ繊維強化プラスチック)とは、ダイニーマ繊維 (ポリエチレン繊維)の繊維強化プラスチックであり、強度性・熱伝導性が良好です。DFRPは、Dyneema Fiber Reinforced Plasticsの略語です。

  • LCP(液晶ポリマー)
  • 射出成型が可能で、リサイクル出来ます。LCPは、Liquid Crystal Plasticの略語です。

FRPの特性(GFRP・CFRP)

樹脂種類繊維種類充填剤含有率
(%)
比重伸び
(%)
引張強さ
(kgf/㎟)
引張弾性率
(kgf/㎟)
成形収縮率
(%)
不飽和ポリエステルFRPガラス繊維(チョップドストランド)177.91,050
3016.31,460
5021.01,460
SMCガラス繊維331.671.4111,2000.09
炭素繊維351.660.6112,7000.06
ガラス繊維241.650.5122,5000.07
炭素繊維26
※SMCとは、Sheet molding compound(シートモールディングコンパウンド)の略で、不飽和ポリエステル樹脂(UP)と炭酸カルシウムなどの充填材を混合したコンパウンドをガラス繊維に含浸させ、厚さ1~5㎜程度のシート状(板状)に加工した熱硬化性成形材料です。

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