その名前通り、連続繊維強化熱可塑性複合材は、繊維強化材と樹脂マトリックス(常に熱可塑性樹脂)との組み合わせであります。この2つの成分でよく使われる材料を見てみましょう。

 

繊維強化材

ポリマーマトリックス複合材料を強化するため、多くの種類の繊維があります。最も一般的な補強材はカーボンファイバーとグラスファイバーです。用途に従って選ぶことができます。

▼天然ファイバー(大麻、亜麻、綿糸など)

  • 低コスト、低密度(〜1.5 g/cm3)、軽量、リサイクル可能
  • ガラス繊維より高い繊維コンテント
  • 高い終末期の生分解性

1990年代以降、天然繊維複合材料が多くの用途で登場しています。低いコスト、およびより低い密度のために自動車用途において特に魅力的であります。天然繊維、特にPP複合材料は、リサイクル可能性を持つから、さらなる大きな注目を集めています。

 

▼ガラスファイバー

  • カーボンファイバーよりも安いと柔軟
  • 炭素繊維より高い破断点伸び率
  • 高い耐湿性
  • 酸や溶剤に対する耐薬品性
  • 低い誘電率
  • 電気絶縁
  • 高い熱伝導率

ガラス繊維の生産は、天然繊維の生産より5〜10倍多い再生不可能なエネルギーを必要とします。
天然繊維より優れた機械的性質を持っていますが、炭素繊維ほど強くはありません。その低剛性の問題は、軽量のコアを2枚のガラス外板の間に挟むサンドイッチ構造で克服できます。
ガラス繊維にはさまざまなグレードがあります。Eグレードが最も一般的に使用されていますが、RグレードとSグレードは機械的特性が優れており、コストも高いです。

 

▼カーボンファイバー

  • 軽量と高い剛性
  • アルミの約2/3、鉄の約1/4の空間重力
  • 鉄より高い剛性と強度
  • 高い熱伝導率
  • 低い熱膨張係数
  • 優れた耐摩耗性

熱硬化性複合材料と比較して、炭素繊維強化熱可塑性複合材料は、容易な加工性、リサイクル性などの利点をもっています。

用途:航空宇宙、建設、土木、スポーツ、自動車部品

 

▼玄武岩ファイバー

  • 長い寿命
  • カーボンファイバーより低いコスト
  • ガラスァイバーより優れた物理機械特性

非常に細い玄武岩の繊維でできていて、物理化学的特性においてガラス繊維より優れた性能を発揮できます。航空宇宙部品や自動車部品に適しており、従来のガラス繊維や炭素繊維に代わる新しい費用効果の高い製品となりました。

 

▼HMW高分子量PEファイバー(高強度と高モジュラス)

  • 強い耐酸性
  • 耐摩耗性
  • 低い吸湿性

またの名は超高分子量ポリエチレン、高弾性ポリエチレンです。現存する熱可塑性樹脂で耐衝撃性が最も強いです。

 

▼アラミドファイバー

  • 高強度、高弾性率、および高耐摩耗性
  • 強い耐熱性
  • 優れた強度対重量比
  • 高いコードモジュラス
  • 高い粘り強さ
  • 低いクリープ
  • 低い破断点伸び率(~3.5%)
  • 染色しにくい(通常溶液染色)

アラミドは、ポリマー芳香族ポリアミドから作られた合成繊維です。化学結合位置によって、主に2-メタアラミドとパラアラミドに分けられます。パラアラミドの引張強度はちょっと良好に機能する。

 

樹脂マトリックス

熱可塑性樹脂:

熱可塑性樹脂は、加熱すると柔らかくなって流動性になり、冷却すると固体状態に戻る高分子化合物です。 射出成形によく使用されます。 熱可塑性樹脂製品は耐薬品性に優れています。 ほとんどの表面は硬い、結晶性またはゴム状のです。

▼PE (ポリエチレン)

  • 高い衝撃強度
  • 高い延性と低い摩擦
  • 低い硬度と剛性
  • 電気トリーイング抵抗
  • ほとんどの汎用樹脂より柔らかくて強靭

 

▼PP (ポリプロピレン)

  • PE樹脂よりも高い剛性と強度
  • 優れた引張強度と衝撃強度
  • 寒い条件下での低靭性

 

▼PVC (ポリ塩化ビニル)

  • 高い耐薬品性
  • 耐水性および耐摩耗性
  • 紫外線に暴露は避けるべき

PVCは、その汎用性、耐久性、およびコスト競争力から、世界で3番目に広く使用されているプラスチックです。 特に軽量だから、長持ちしメンテナンスフリーの建築プロセスで必要とされています。

 

▼PPS (ポリフェニレンサルファイド)

  • 耐熱性
  • 耐薬品性
  • 優れた寸法安定性
  • 低い吸湿性
  • リサイクル可能

PPSは、高性能熱可塑性プラスチックとして使用されているエンジニアリングプラスチックです。

 

▼PEEK (ポリ・エーテル・エーテル・ケトン)

  • 高い耐薬品性
  • 高い硬度、剛性、そして強度
  • 優れた耐疲労性および耐ストレスクラック性

PPS繊維と同様に、PEEKも優れた機械的および化学的耐性を持つ半結晶性熱可塑性樹脂です。もっと靭性を提供できる先進の新素材です。高価で処理するのが難しいです。

 

▼PC (ポリカーボネート)

  • 優れた透明性と自己消火性
  • 耐衝撃性は高いが耐スクラッチ性は低い

ほとんどの熱可塑性樹脂とは違いで、ポリカーボネートは大きな塑性変形を受けても、ひび割れや破損もありません。 自動車の内装や外装でよく使われます。

 

▼ABS (アクリロニトリルブタジエンスチレン)

  • 中強度
  • 耐熱性、耐衝撃性および靭性
  • 優れた電気絶縁
  • 機械加工、研磨、接着、塗装が容易で、プロトタイピングに最適な材料
  • 耐候性が悪い
  • 耐溶剤性不良
  • 燃焼すると高く発煙する
  • 比較的に高いコスト

3種類のモノマーと組み合わされるABSの品質と最終特性はその加工方法および成分の割合に大きく依存しています。

 

▼PA (ポリアミド、ナイロン)

  • 高い強度
  • 寸法安定性
  • 耐摩耗性

ポリアミド樹脂は、通常に自動車部品、スポーツ用品、機械部品で適用です。

 

熱硬化性樹脂:

熱硬化性プラスチックは、三次元的な結合網目構造(架橋)のため、熱可塑性材料より強く、そして高温用途にも適しています。 さらに、熱硬化性樹脂は熱可塑性樹脂より安いです。

▼ポリエステル (PET/PBT)

  • 低いコスト、低い粘度、および比較的に短い硬化期間
  • 水やさまざまな化学物質に対する十分な耐性
  • ガラス繊維に濡れ性
  • 他の熱硬化性樹脂より低い機械的性質
  • 強いスチレン臭

ポリエステル樹脂は、特に海事および自動車産業に広く使用されています。

 

▼TPU (熱可塑性ポリウレタン)

  • 優れた機械的性質と靭性
  • 優れた耐摩耗性
  • 耐薬品性、耐油性および耐溶剤性

 

▼エポキシ(ポリエポキシド)

  • 通常の樹脂より強い、そしてリサイクル可能

エポキシ樹脂は、金属コーティング、高圧電気絶縁体、繊維強化プラスチック材料、構造用接着剤など幅広い用途があります。

エポキシ樹脂には、ビスフェノールFエポキシ樹脂、ビスフェノールAエポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂など、多くのグレードがあります。

 

▼PETG (ポリエチレンテレフタレートグリコール)

  • 優れた熱硬化性
  • 高い靭性(PMMAの15〜20倍高い)
  • 耐候堅牢性
  • 加工が簡単
  • 耐薬品性
  • PCより安い
  • リサイクル可能

T-UDシリーズCFRTテープのマトリックスが主にPA、PP、PE、PPSであり、そして補強がガラス繊維やカーボン繊維であります。TOPOLOはまたT-PCシリーズCFRTシートおよびT-SPシリーズサンドイッチパネルなどのCFRT関連製品を提供します。