FRP板とは
FRP板とは繊維強化プラスチックでできた板です。
Fiber Rainforced Plasticsの頭文字をとってFRPと呼ばれます。軽くて強度が不足するプラスチックに、引張強度や剛性が高いガラスやカーボンといった繊維を混合することで、軽くて高強度、高剛性という特性を実現しています。使用する繊維によってCFRP (Carbon Fiber Rainforced Plastics：炭素繊維強化プラスチック) 、GFRP (Glass Fiber Rainforaced Plastics：ガラス繊維強化プラスチック) 、AFRP (Aramid Fiber Rainforced Plastics：アラミド繊維強化プラスチック) などと言われます。
FRP板は大型の部品によく用いられますが、パンチング等の打ち抜きにも耐える強度を持っているため比較的小型の部品でも使われることがあります。
FRP板の使用用途
FRP板は薄くて軽くて丈夫であるため、日常生活用品から産業用まで様々な用途に利用されてきました。
小型なものではラジコンカーなどのフレーム部品、ハンドメイドルアーのリップ材料として使われています。軽量性を生かしてノートパソコンで使われていることもあります。ホームセンターなどでも入手できるためDIY材料として使うことも可能です。大型製品での使用例としては船舶、透過性の高い樹脂を用いた工場の明かり取り用の屋根材、CFRPを中心に、特にスポーツカーのエアロパーツなどの外装部品、飛行機などにも使われています。
FRP板の原理
FRP板は強化繊維に母材 (マトリックス) になる樹脂を含浸させて板状に整形します。使う繊維の種類や並べ方、樹脂との割合によって強度や剛性は異なり、設計で必要となる特性に応じて繊維の種類、並べ方、含有率などを選ぶことが必要です。
FRP板は製造方法によってプラスチックと繊維の混合方法が異なります。よく利用されるハンドレイアップ法では、ゲルコートと呼ばれる保護用の樹脂をスプレーで型に塗布しガラス繊維を賦形します。ローラーやはけでガラス繊維にプラスチック樹脂をしみこませて、所定の厚みになるまで繰り返します。プラスチックが硬化したら型から外しバリ等を外して完了です。
母材となるプラスチックには、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が利用されています。
FRP板のその他情報
FRP板の特徴
FRP板には大きく3つの特徴があります。
1. 軽量かつ高強度
金属材料に比べて強度があり圧倒的に軽いです。使う繊維や繊維の量によりますが、比重は鉄のおよそ1/5、アルミの約1/2程度です。単位重さあたりの強度である比強度は、鉄の約3倍程度になります。
2. 耐環境性能が高い
鉄鋼材料のように錆びたり、木材のように腐ったりすることはありません。逆に腐らない特性は、リサイクルや環境問題については課題があります。
3. 耐候性が良い
FRPは外側は樹脂で覆われているので、樹脂の劣化は避けられません。ただし強度は繊維が担っているので、樹脂が劣化しても強度は維持されます。紫外線や降雨の影響は少ない材料です。紫外線のカット率が高いことを利用して、駐車場の熱線を遮る屋根に使用されることもあります。
参考文献