グラスファイバー強化プラスチック(FRP)は、ガラスなのかスチールなのか?

この記事では、「FRPはガラスなのか鋼なのか」という疑問を中心に、FRPの製造原理、構造、性能の優れた点、および応用例について説明しています。FRPは正式にはガラス強化プラスチックと呼ばれ、ガラス繊炭を骨として、樹脂を肉として構成される優れた複合材料です。

グラスファイバー強化プラスチック(FRP)は、ガラスなのかスチールなのか?

実際、FRPは鋼とまったく関係がありません。「鋼」はただの形容詞で、強くて硬いことを意味するだけです。ガラスは通常、脆くて一打で割れてしまうイメージがありますが、どうして鋼のように強くなるのでしょうか?

鉄筋コンクリートでは、鋼は「骨」であり、コンクリートは「肉」です。FRPも鉄筋コンクリートに似ています。人々はガラスを溶かして細いフィラメントに引き延ばします。ガラスフィラメントは非常に弹性があり、纱に纺げられ、布に織られます。ガラス布やガラス繊維を層にして圧縮し、スチレン、硬化剤などを不飽和ポリエステル樹脂に加えて硬化成形すると、FRP(正式にはガラス強化プラスチック)ができます。一般的な不飽和ポリエステル樹脂には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などがあります。

鉄筋コンクリートは鋼の優れた可塑性とコンクリートの強い耐圧性を組み合わせたものです。FRPも同じコンセプトに従っています。ガラス繊維は強度が高く、変形が少なく、耐食性、非燃烧性、電気絶縁性などの優れた特性を備えており、樹脂は優れた可塑性を発揮します。

FRPの機械強度は鋼と比較してほぼ同等ですが、同じ体積の鋼の約4分の1の重量で、非常に軽量です。FRPはさびないし、導電性もない。これは鋼が達成できないものです。

FRPは小型車のボディ、小型ボートの船体、鉄道車両、建材などに使用でき、軽量、美観、強度に優れています。FRP製の小型車のボディは150kg以上しかなく、2人で持ち上げることができます。FRP製の自転車はさらに軽量で、手に持ったときに小さなスーツケースのように感じられます。FRP製のボートはさびないし、木製ボートよりも軽量で、船体を一枚のパネルにして接合する必要はありません。ボディや船体に破損があった場合は、周囲に糊のような接着樹脂を塗り、ガラス布を切り取って封筒に貼るように貼れば、すべてが修復されます。FRP製のサーフボードは非常に軽量です。