性能比較データ集Ⅰ



高弾性率炭素繊維一方向配向の機械的特性

繊維配向方向・Vf60%(繊維体積含有率)

材質種別/特性 温度 引張り強度
kgf/mm2
引張り弾性率
kgf/mm2
曲げ強度
kgf/mm2
曲げ弾性率
kgf/mm2
圧縮強度
kgf/mm2
低剛性 弾性率24
ton/mm2
炭素繊維使い
200~240 13,000~14,000 160~200 12,000~13,000 140~160
弾性率30
ton/mm2
炭素繊維使い
180~230 16,000~19,000 120~150 14,000~17,000 120~130
中剛性 弾性率40
ton/mm2
炭素繊維使い
170~180 22,000~ 24,000 110~120 20,000~23,000 110~120
弾性率60
ton/mm2
炭素繊維使い
150~170 33,000~36,000 70~75 28,000~29,000 70~75
高剛性 弾性率80
ton/mm2
炭素繊維使い
140~150 43,000~45,000 55~60 41,000~42,000 45~50

(注)* 同一FRP品では、Vf(繊維体積含有率)は同一繊維積層の場合も、ハイブリッド積層(2種類以上の繊維混合)の場合も 同一のVfであるからVf=厚さ比率に置き換えて良い。

CFRPの弾性保持率

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FRP(繊維強化プラスチックス)の概要[代表的なFRPの成形方法]

湿式(液状樹脂使用)と乾式(プリプレグ使用)に大別

  温度 特 徴・製 品 例
乾 式 Vacuumbag Autocrave 片型使用。3~8㎏f/c㎡圧。 衛星・航空機など複雑形一体成形
Sheet Winding 主にパイプ形状品。加圧はシュリンクテープ(+V/A)
SMC、BMC シート、バルク モールディング コンパウンドの略。主にプレス成形。
(ホット)プレス 凹凸型使用。 プレスで加熱加圧。
特殊型成形 脱AC。 型構造で加熱加圧を工夫。
引抜き アングル・チャンネル等長物を口型(口金)から引抜く。
湿 式 ハンドレイアップ GFRPの大物成形。 FRP成形の基本的手法。
Filament Winding ロービングに樹脂を含浸させ型に巻きつける。 パイプ、球体、タンク。
Spray Up スプレイガンからロービングを切断しながら樹脂と同時に吹付ける。
コールドプレス 凹凸型でプリフォームしたチョップドストランドと樹脂を冷プレス加圧。
レジンインジェクション チョップドストランドを凹凸型に入れ、樹脂を圧入含浸。

FRP(繊維強化プラスチックス)の概要
[FRPに使用される代表的なマトリックス樹脂]

  成形方法 特 徴
熱硬化性 不飽和ポリエステル樹脂 低粘度。安価。GFRPに多用。硬化性良。加水分解性。
エポキシ 常温硬化タイプ 靭性。接着性。耐薬品性。電気的特性量。 耐熱性70℃
250 °F硬化タイプ 同上 耐熱性110℃
350 °F硬化タイプ 同上 耐熱性170℃
シアネートエステル樹脂 同上 耐熱性230℃
シリコーン樹脂 耐薬品性。耐熱性。電気的特性良。成形性悪い。
フェノール樹脂 難燃性。耐熱性。電気的特性良。安価。成形性悪い。吸水性大。
熱可塑性 ナイロン6、66、12 短繊維での補強に制約     エンプラ・・・安価 成形性・加工性良好
ポリカーボネート
ポリエチレン、ポリプロピレン
ポリアセタール
塩化ビニール
ポリフェニレンサルファイド
ポリブチレンテレフタレート
ポリエーテルエーテルケトン 成形性・加工性良好エンプラに比べ
強度・弾性率・耐熱性・耐摩耗性に優れる。