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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24ton/mm2
炭素繊維使い
200~240  13,000~14,000  160~200  12,000~13,000  140~160 
弾性率30ton/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40ton/mm2
炭素繊維使い
170~180  22,000~ 24,000  110~120  20,000~23,000  110~120 
弾性率60ton/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80ton/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

CFRPの弾性保持率

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  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。
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