FRPの概要

Fiber Reinforced Plastics(繊維強化プラスチック)とは、強化繊維(ガラス繊維・カーボン繊維など)と樹脂(不飽和ポリエステル樹脂・ビニルエステル樹脂・エポキシ樹脂など)を組み合わせたものプラスチック。
1930年ごろ不飽和ポリエステル樹脂が開発され、その後FRP製ボートとして実用化されました。
複合材料であるFRPはさまざま特徴を活かし、船舶、宇宙開発、航空機、交通機器、電気通信機器、建築・土木、スポーツ機器、生活用品に活用され、先端材料としての地位を占めています。

材料開発においても、ガラス繊維やカーボン繊維、アラミド繊維などの繊維開発、また耐食性、耐熱性などの樹脂開発から熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の開発まで進められてきました。

今後も宇宙開発や航空機などの最先端技術に貢献し続ける材料として期待されています。


FRPの特徴

1.軽くて強い

比重は鋼製部材の1/4~1/5。また、比強度が高くや衝撃に強い。
しかし、ヤング係数は鋼製材料に比べ小さいことから曲げやたわみには注意が必要です。

2.耐食性

鋼製部材は酸化(錆びる)しやすい材料でありますが、無機質であるガラス繊維とポリエステル樹脂の複合材料であるFRPは耐食性に優れています。

3.耐水性

FRPを水中浸せきした場合、浸せき20日後までは強さの低下がみられますが、その後強さが上昇しています。
これは、不飽和ポリエステル樹脂の硬化が促進されることが影響していると推測されます。

グラフ

4.電気的特性(絶縁性・透過性)

FRPのうちGFRPは電気絶縁性、電波透過性などの電気的特性に優れています。

項目 特性値(参考)
体積抵抗率(Ω・cm) 10^12~10^15

表面抵抗率(Ω)

10^12~10^15
比誘電率 3~5
貫通絶縁耐力(kV/mm) 13~40

FRPの電気的特性(参考値) FRP構造設計便覧より出典

5.加工性

鋼製部材やコンクリート部材に比べ加工性が非常に優れており、切断やライニングなど現場加工やメンテナンスにも適しています。

FRPに使用する樹脂の選定

複合材料であるFRPにおいて、使用する樹脂の選定は非常に重要です。

 

 

オルソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂(Gタイプ、オルソ系) 汎用樹脂とされており、耐食性や使用温度などの影響を受けない製品に使用されます。
イソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂(イソ系) Gタイプよりは耐食性に優れることから、影響の少ない耐食タンク・製品に使用されます。
ビニルエステル樹脂(ビニル系) 耐酸・耐アルカリ性に優れた耐食グレードの樹脂であり非常に耐食性や耐熱性にも対応できることから、様々な耐食タンクや耐食製品に使用されます。
 

よって、耐食性能は オルソ系<イソ系<ビニル系 となり使用条件によって樹脂を使いわけることが重要となります。