アラミド繊維強化プラスチック

概要

項目	内容
材料名	アラミド繊維強化プラスチック
略記号	AFRP、ArFRP、AF/FRP
IUPAC	単一物質ではなく複合材料であるため、AFRP全体の単一IUPAC名は定義されない。代表強化繊維PPTAはpoly(imino-1,4-phenyleneiminocarbonyl-1,4-phenylenecarbonyl)と表現される場合がある。
英語名	Aramid Fiber Reinforced Plastic、Aramid Fiber Reinforced Polymer、Aramid Composite
日本語名	アラミド繊維強化樹脂、アラミドFRP、芳香族ポリアミド繊維強化プラスチック
分類	繊維強化プラスチック、複合材料、高性能繊維強化樹脂
プラスチック分類	母材により熱硬化性又は熱可塑性複合材料。単一の汎用プラスチック、エンプラ又はスーパーエンプラには一律分類できない。
化学式又は代表構造	代表的なパラ系アラミド：［－NH－C₆H₄－NH－CO－C₆H₄－CO－］_n ＋界面処理層＋マトリックス樹脂
CAS No.	AFRP全体には単一CAS No.はない。PPTAは24938-64-5が参照される場合がある。
構造・主成分	パラ系、メタ系又は共重合アラミド繊維と、エポキシ、フェノール、ビニルエステル、PA、PPS、PEEK等のマトリックスからなる。
主な用途	航空宇宙、防護・耐衝撃部材、船舶、スポーツ用品、ロープ・ケーブル補強、圧力容器、摩擦材、電気絶縁部材、コンクリート補強。

アラミド繊維強化プラスチックは、芳香族ポリアミド繊維であるアラミド繊維を補強材として用いた繊維強化プラスチックである。一般にAFRPと表記され、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）、ガラス繊維強化プラスチック（GFRP）と同じくFRP系複合材料に分類される。

アラミド繊維は低密度、高比強度、耐衝撃性、耐疲労性及び振動減衰性に優れる傾向があり、AFRPは軽量化とエネルギー吸収を両立させたい用途に適する。一方、繊維軸方向の圧縮強度、層間せん断、吸湿、紫外線劣化、切削時の毛羽立ち及び樹脂含浸性には注意を要する。

AFRPは単一材料ではない。性能はアラミド繊維の種類、繊度、織物構成、繊維配向、繊維体積含有率、母材樹脂、サイジング、界面接着、空隙率、硬化条件及び吸湿状態により大きく変化する。実使用ではグレード、温度、濃度、荷重、応力、湿度、使用時間、繰返し回数、端面処理及び成形条件を指定して評価する必要がある。

特徴

長所

低密度で比強度が高く、軽量化に有利である。
衝撃エネルギー吸収性、耐疲労性、耐屈曲性及び振動減衰性に優れる傾向がある。
電気絶縁性、非磁性及び電波透過性を生かした設計が可能である。
炭素繊維と異なり、アルミニウム等とのガルバニック腐食を一般に生じにくい。

短所

圧縮強度、板厚方向強度及び層間せん断強度が相対的に低い。
吸湿により寸法、誘電特性、界面接着及びTgが変化する場合がある。
紫外線により繊維表面が変色・劣化しやすく、屋外では塗装又は表面保護が必要となる場合が多い。
切削時に毛羽立ち、バリ及び層間剥離が生じやすい。

項目	一般的な傾向	設計・使用上の注意
外観	黄～金色の繊維色が現れやすい。織物模様又は短繊維の流動模様が見える場合がある。	塗装、顔料、母材色、表面フィルムで変化する。
耐熱性	繊維自体は高耐熱であるが、複合材の連続使用温度は主に母材で決まる。	エポキシ、フェノール、PPS、PEEK等を区別する。
耐薬品性	多くの油、有機溶剤、弱酸・弱アルカリに比較的安定な場合がある。	強酸、強アルカリ、高温水及び酸化剤では繊維・界面・母材が劣化し得る。
加工性	積層、RTM、圧縮、引抜、FW及び短繊維射出に対応可能。	含浸不足、空隙、毛羽、繊維ずれ及び工具摩耗を管理する。
分類上の注意	AFRPは複合材料群である。	連続繊維と短繊維、熱硬化と熱可塑、乾燥と吸湿状態を同一代表値で比較しない。

構造式

AFRP全体には単一の化学構造式はない。下図は代表的なパラ系アラミド繊維PPTAの繰返し単位と、繊維・界面層・マトリックスからなる多相構造を模式化したものである。

アラミド繊維強化プラスチックの代表構造

構成相	代表表記	役割・注意
パラ系アラミド繊維	［－NH－C₆H₄－NH－CO－C₆H₄－CO－］_n	高引張強度、高弾性率、耐衝撃性を担う。
メタ系アラミド繊維	芳香環がメタ結合したポリアミド構造	耐熱・耐炎・絶縁性に優れるが、高強度補強用途ではパラ系と区別する。
界面処理層	サイジング、表面活性化、プライマー	樹脂濡れ、荷重伝達、耐湿熱及び損傷進展を支配する。
マトリックス	エポキシ、フェノール、ビニルエステル、PA、PPS、PEEK等	形状保持、圧縮・層間特性、耐熱、耐薬品、難燃性を担う。

モノマー又は構成単位

代表的なPPTAは、p-フェニレンジアミンとテレフタル酸クロリドの低温溶液重縮合により製造される。メタ系アラミドではm-フェニレンジアミンとイソフタル酸クロリド等が用いられる。共重合型アラミドでは第三成分を導入し、溶解性、紡糸性、疲労性又は耐薬品性を調整する。

共重合体・変性グレード

パラ系、メタ系及び共重合型アラミドに加え、炭素繊維又はガラス繊維とのハイブリッド、熱可塑性母材、低誘電、難燃、耐摩耗、低摩擦及び導電調整グレードがある。

種類・代表グレード

種類・グレード	主成分又は特徴	長所	短所	主な用途
連続繊維・一方向材	パラ系アラミド長繊維を一方向に配列	繊維方向の比強度、疲労性、衝撃吸収性が高い	直角方向、圧縮、層間特性が低く異方性が大きい	航空機二次構造、スポーツ用品、補強材
織物積層材	平織、綾織、朱子織等	面内バランス、耐衝撃性、取扱性が良い	繊維クリンプにより一方向材より軸方向特性が低下	防護板、船舶、カバー、ラケット
短繊維強化熱可塑性	アラミド短繊維又はパルプをPA、PPS等へ配合	射出成形性、耐摩耗性、靭性を改善	連続繊維ほどの強度は得にくく、流動配向が生じる	ギア、軸受、摩擦・摺動部品
アラミドパルプ複合材	高フィブリル化パルプを樹脂、ゴム、摩擦材へ分散	補強、増粘、耐摩耗、摩擦安定性	均一分散と含浸が難しい	ブレーキ、クラッチ、ガスケット
ハイブリッドAFRP	アラミド＋炭素又はガラス繊維	衝撃性と剛性、価格、電気特性を調整可能	界面差、異種繊維間のひずみ差、積層設計が複雑	航空、車両、スポーツ、産業部材
耐熱・難燃系	フェノール又は高耐熱熱可塑性母材	難燃、低発煙、高温剛性を設計しやすい	脆性、成形温度、コストに注意	鉄道、航空内装、電気絶縁

成形加工

加工方法	適性	理由・主な注意点
射出成形	○	短繊維・パルプ強化熱可塑性コンパウンドで適用。繊維破断、ノズル摩耗、流動配向に注意。
押出成形	○	コンパウンド、シート、テープ、異形材に適用。分散と含浸を管理する。
ブロー成形	△	短繊維系で可能な場合があるが、ドローダウンと繊維配向の制約が大きい。
圧縮成形	◎	プリプレグ、スタンピングシート、熱硬化性積層材に適する。
RTM・VaRTM	◎	織物・プリフォームへ低粘度樹脂を含浸する。繊維の濡れとボイド管理が重要。
フィラメントワインディング	◎	圧力容器、ロッド、パイプ等に適する。張力と配向管理が重要。
引抜成形	◎	長尺一定断面材に適する。樹脂含浸と引抜速度を管理する。
真空・圧空成形	△	熱可塑性連続繊維シートで可能。加熱均一性と皺、繊維ずれに注意。
切削加工	○	加工可能だが毛羽立ち、層間剥離、バリが生じやすい。専用刃物と支持治具を用いる。
接着	○	表面清浄化、研磨、プラズマ又は適正プライマーで改善可能。吸湿状態を管理する。
3Dプリント	△	短繊維入りフィラメントや連続繊維積層方式がある。空隙、配向、層間強度に注意。

成形条件

AFRPは材料群であるため、共通の乾燥温度、シリンダー温度、金型温度又は成形収縮率は設定できない。熱硬化性プリプレグでは保管、解凍、積層環境、真空度、昇温速度、硬化温度、圧力及び後硬化を管理する。熱可塑性短繊維グレードでは母材樹脂の推奨条件を優先する。

管理項目	一般的な目安・考え方	注意点
予備乾燥	母材樹脂及びプリプレグ仕様に従う	PA、PPS、PEEK等では含水率管理が重要。アラミド繊維自体も吸湿する。
熱硬化性硬化温度	80～180℃程度の系が多い	高耐熱系では200℃以上の場合がある。メーカー硬化サイクルを優先。
熱可塑性樹脂温度	母材の融点又は加工温度に応じる	PA約240～300℃、PPS約300～330℃、PEEK約360～400℃が例。個別グレード確認。
金型温度	母材及び結晶化要求に応じる	熱可塑性高耐熱樹脂では高温金型が必要。
成形収縮率	一般化困難	配向、繊維含有率及び積層で異方性が大きい。
アニール・後硬化	用途により実施	残留応力、結晶化度、Tg及び寸法安定性を確認。

代表的な物性値又は機械的性質

以下は材料群としての代表範囲であり、比較機能へ登録する場合はマトリックス、繊維形態、配向、含有率、材料状態及び試験規格を必須属性として分離する。特定グレードの設計値ではない。

項目	単位	連続繊維エポキシ系AFRP 代表範囲	短繊維熱可塑性AFRP 代表範囲	条件・備考	信頼度
密度	g/cm³	1.30～1.45	1.15～1.45	繊維含有率及び母材に依存	B
比重	無次元	1.30～1.45	1.15～1.45	23℃付近の代表範囲	B
繊維体積含有率	%	45～65	該当なし	連続繊維積層材。短繊維品は通常質量%管理	B
繊維含有率	質量%	55～75	5～30	製品設計及び成形法に依存	B
引張強さ・破断（主繊維方向）	MPa	700～1400	80～220	配向、端部、試験法に強く依存	B
引張弾性率（主繊維方向）	GPa	35～80	4～15	繊維グレードと含有率に依存	B
引張破断伸び	%	1.5～3.5	1.5～6	母材及び界面に依存	C
曲げ強さ	MPa	300～800	120～300	積層構成と圧縮側破壊に依存	C
曲げ弾性率	GPa	20～60	4～14	引張弾性率と同一値として扱わない	C
圧縮強さ（主繊維方向）	MPa	120～350	90～240	アラミドは圧縮キンクに注意	C
アイゾット衝撃強さ・ノッチ付き	kJ/m²	一般化困難	8～40	ISO/ASTM及び試験片形状を区別	C
ガラス転移温度・母材	℃	80～220	50～290	母材で大きく異なる	C
融点・母材	℃	該当なし又は母材依存	母材依存	熱硬化性は融点なし	A
荷重たわみ温度・1.80 MPa	℃	一般化困難	100～280	個別グレード確認	C
連続使用温度	℃	80～200	80～240	母材、酸化、荷重、湿度及び認証条件に依存	C
吸水率・24時間	%	0.5～2.5	0.3～3.0	母材、端面、空隙及び厚さに依存	C
線膨張係数・主繊維方向	10⁻⁵/K	-0.2～1.0	1～6	積層方向及び母材で変動	C
熱伝導率	W/(m・K)	0.3～1.0	0.25～0.8	配向依存	C
体積抵抗率	Ω・cm	10¹²～10¹⁶	10¹⁰～10¹⁶	吸湿、母材及び導電添加剤に依存	C
限界酸素指数・LOI	%	25～40	母材依存	複合材全体は母材で評価	C

比較用評価スコア

評価項目	スコア	評価理由
引張強度	5	連続繊維主方向では非常に高い。
剛性	4	高いがCFRPより低い場合が多い。
衝撃強度	5	エネルギー吸収性に優れる。
耐熱性	4	繊維は高耐熱、複合材は母材依存。
耐薬品性	3	母材と界面に依存し、強酸・強アルカリに注意。
耐候性	2	紫外線保護が必要。
低吸水性	2	アラミド及び界面の吸湿に注意。
電気絶縁性	4	非導電性設計が可能。
成形加工性	2	含浸、積層、切削に固有の難しさがある。
価格優位性	1	高性能繊維及び複合成形により高価格。

耐薬品性

耐薬品性は主としてマトリックス樹脂、界面処理、端面、空隙率及び吸湿状態で決まる。下表は一般的なエポキシ系又は高性能熱可塑性系AFRPのスクリーニング目安であり、個別グレードの保証値ではない。

薬品	濃度	温度	接触時間	評価	主な劣化形態	備考
水	－	23℃	24 h～長期	○	吸水、質量増加、Tg低下、界面劣化	端面封止と吸湿後物性を確認
温水	－	60～90℃	24～1000 h	△	吸水、加水分解、層間強度低下	母材樹脂と界面の熱水耐久を確認
塩水・海水	3.5% NaCl目安	23～60℃	長期浸漬	○	吸水、界面劣化	切断面と締結部を重点評価
塩酸	5～10%	23℃	短時間～24 h	○	母材膨潤、界面変化	高濃度・高温では△～×になり得る
硫酸	5～10%	23℃	短時間	△	アラミド加水分解、強度低下	濃硫酸はアラミドを溶解・劣化させ得る
水酸化ナトリウム	5～10%	23℃	短時間～24 h	△	アミド結合・母材・界面の劣化	高温・高濃度では不適になり得る
エタノール	99%以下	23℃	24 h	○	母材依存の吸液、Tg低下	長期浸漬を確認
IPA	99%以下	23℃	24 h	○	母材依存の膨潤	応力下の界面劣化を確認
グリセリン	－	23～60℃	24 h	○	吸湿性液体による水分持込み	高温長期を確認
MMB	－	23℃	短時間	△	母材膨潤、界面への浸透	実グレード浸漬必須
トルエン	－	23℃	24 h	△	エポキシ等の膨潤、接着低下	母材とサイジングに依存
ヘキサン	－	23℃	24 h	○	多くの母材で影響小だが添加剤抽出あり	長期浸漬を確認
アセトン	－	23℃	短時間	△	母材樹脂の膨潤、表面白化	樹脂種により×となる
酢酸エチル	－	23℃	短時間	△	膨潤、界面接着低下	残留応力下で確認
ジクロロメタン	－	23℃	短時間	×	多くの有機母材に強い膨潤・溶解作用	原則として不適
潤滑油	－	23～120℃	長期	○	油種、添加剤、温度で膨潤	高温酸化油を確認
燃料油・ガソリン	－	23～60℃	長期	△	母材膨潤、抽出、界面劣化	燃料組成と温度を指定
次亜塩素酸ナトリウム	200～1000 ppm	23℃	短時間～反復	△	酸化劣化、変色、界面低下	濃度、pH、遊離塩素、反復回数を確認

SP値（溶解度パラメータ）

AFRP全体に単一のSP値はない。代表的な芳香族ポリアミドのSP値は概ね約23～28 MPa^1/2の範囲で扱われる場合があるが、繊維は高結晶・高配向であり、通常の熱可塑性樹脂のようにSP値差だけで溶解性を評価できない。複合材では母材樹脂、架橋度、結晶性、界面、拡散、吸湿及び化学反応を優先して判断する。

溶解性の目安

SP値差	溶解・膨潤の目安	判定
0～2	膨潤・軟化しやすい	×
2～5	条件により膨潤する	△
5～8	短時間接触では比較的安定	○
8以上	溶解・膨潤しにくい	◎

SP値から見た耐溶剤性

薬品名	SP値 MPa^1/2	AFRP代表範囲との差	SP上の評価	実務上の注意
アセトン	19.9	約4～8	△	母材により膨潤しやすい
酢酸エチル	18.6	約5～9	△～○	母材・界面依存
トルエン	18.2	約6～10	○	芳香族溶媒で母材膨潤に注意
IPA	23.5	約0～5	△	SP差が小さくても架橋・結晶性で挙動が変わる
エタノール	26.0	約0～4	△	吸液と水分の影響を考慮
水	47.9	約20以上	◎	SP差は大きいが吸水・加水分解は別機構

評価基準は◎非常に良好、○概ね良好、△注意が必要、×不適である。ただし、SP値が離れていても水・酸・アルカリ・酸化剤では吸水、加水分解又は酸化が進行する場合がある。

環境応力割れ・界面劣化

AFRPでは吸液による母材Tg低下、繊維／樹脂界面の接着低下、端面からの浸透及び層間剥離が問題となる。実部品では応力を付与した浸漬試験、吸液率、Tg、層間せん断強度及び残存強度を測定することが望ましい。

製法

代表的なパラ系アラミドは、芳香族ジアミンと芳香族ジカルボン酸塩化物を低温溶液重縮合し、得られたポリマーを液晶紡糸又は湿式紡糸、延伸、熱処理して高配向繊維とする。AFRPはこの繊維を織物、一方向材、短繊維又はパルプへ加工し、マトリックス樹脂と複合化して製造する。

アラミド繊維及びAFRPの代表的製造工程

工程	主な内容	重要管理項目
重縮合	p-フェニレンジアミン等とテレフタル酸クロリド等を低温溶液重縮合する。	モノマー純度、当量比、水分、温度、分子量。
紡糸・延伸	ポリマー溶液を紡糸し、洗浄、延伸、熱処理して高配向繊維を得る。	ドープ濃度、凝固、延伸比、配向、フィラメント欠陥。
表面処理	サイジング又は表面活性化を施す。	母材との濡れ、界面強度、耐湿熱、保管安定性。
中間基材化	ヤーン、織物、一方向材、プリプレグ、短繊維、パルプへ加工する。	繊維損傷、毛羽、目付、樹脂含有率、含浸。
成形	積層、RTM、VaRTM、圧縮、FW、引抜、射出等で形状化する。	配向、空隙、圧力、温度、硬化度又は結晶化度。
仕上げ・検査	トリミング、穴あけ、塗装、端面封止、非破壊検査を行う。	毛羽、剥離、寸法、吸湿、内部欠陥。

詳細な利用用途

用途	適性	選定理由・注意点
航空宇宙構造・内装	○	低密度、耐衝撃、電気絶縁性。圧縮、吸湿、難燃認証を確認。
防弾・耐刺突・防護部材	◎	高いエネルギー吸収性を活用。積層構成、弾道試験、湿熱劣化を確認。
船舶・海洋部材	○	軽量、耐食、非磁性。海水吸湿、端面封止、紫外線保護が必要。
スポーツ用品	◎	ラケット、ホッケースティック、スキー、ヘルメット等。剛性調整にハイブリッド化。
圧力容器・ホース補強	○	低密度、高引張強度、耐疲労性。長期クリープと透過媒体を確認。
電気絶縁・レドーム	○	非導電、非磁性、電波透過性。吸湿後誘電特性と難燃性を確認。
ギア・軸受・摩擦材	○	短繊維・パルプで耐摩耗と靭性を改善。相手材、PV条件、摩耗粉を評価。
建築・コンクリート補強	○	非腐食、軽量。アルカリ、高温湿潤、火災時性能、定着を確認。
医療機器部品	△	X線透過や軽量性が利点。生体適合、滅菌、溶出は個別グレード確認。
食品機械部品	△	適合グレードは限定的。食品接触証明、洗浄薬品、毛羽脱落を確認。

用途別選定

用途	適性	理由・注意点
ギア・軸受・ブッシュ	○	短繊維又はパルプ強化品。摩擦係数、比摩耗量、相手材、PV値を確認。
チューブ・ホース補強	◎	耐疲労、耐圧、軽量性に優れる。媒体透過、接着、屈曲寿命を確認。
筐体・カバー	○	軽量、衝撃、電波透過に有利。表面仕上げ、難燃、UVを確認。
透明カバー・レンズ	×	繊維強化材であり透明光学用途には一般に不適。
燃料系部品	△	母材、燃料組成、温度、透過、界面を個別評価。
半導体・真空装置部品	△	非磁性、絶縁性は利点。アウトガス、吸湿、発塵、清浄度を確認。
コーティング・塗料	△	パルプ又は短繊維を補強・増粘材として用いる場合がある。分散、毛羽、膜厚を確認。
複合材料マトリックス	×	AFRP自体はマトリックスではなく強化複合材料。

比較材料	特徴	AFRPとの違い
炭素繊維強化プラスチック（CFRP）	高比強度、高比剛性、低熱膨張	AFRPは一般に耐衝撃、振動減衰、電気絶縁性で有利。CFRPは圧縮剛性と寸法安定性で有利。
ガラス繊維強化プラスチック（GFRP）	低コスト、電気絶縁、成形法が多い	AFRPは低密度と耐衝撃性で有利だが、価格と吸湿、切削性で不利。
芳香族ポリアミド	アラミド繊維、紙、パルプ等の基材	AFRPはアラミドを樹脂マトリックスで一体化した複合材料である。
ポリアミド（PA）	射出成形性、耐摩耗、靭性	AFRPは連続繊維で高い方向性強度を得られるが、成形自由度はPA単体より低い。
PEEK	高耐熱、耐薬品、靭性	PEEKは単体でも高性能。アラミド強化PEEKは軽量・衝撃性を付与できるが界面と高温成形が課題。
PPS	耐熱、難燃、耐薬品、寸法安定	PPSは母材候補。短繊維AFRPは耐摩耗と靭性改善が期待できる。
長繊維強化ポリプロピレン	低密度、低価格、量産性	AFRPは強度・耐熱・衝撃吸収で上位になり得るが、コストとリサイクル性で不利。

代表的なメーカー

メーカー	代表製品・ブランド	概要
DuPont	Kevlar®	パラ系アラミド繊維、パルプ、織物用途を展開。複合材料用の製品仕様は個別に確認する。
Teijin Aramid B.V.	Twaron®	高強度パラ系アラミド。各種ヤーン、パルプ、短繊維等を展開。
帝人株式会社／Teijin Aramid	Technora®	共重合型パラ系アラミド。耐疲労、耐薬品、耐熱用途で使用される。
帝人株式会社	コーネックス®	メタ系アラミド。耐熱、耐炎、電気絶縁用途が中心であり、高強度補強用途とは区別して選定する。

難燃性・法規制・環境性

難燃性

アラミド繊維は一般に難燃性及び耐熱性を有するが、AFRPのUL 94、LOI、発煙性及び燃焼ガスは母材樹脂、繊維含有率、厚さ、色及び添加剤により変わる。材料群全体が特定UL 94等級を取得しているように扱ってはならず、個別グレードの認証ファイルを確認する。

法規制・認証

項目	一般的な扱い	確認事項
RoHS・REACH・SVHC	適合可能な製品がある	繊維、サイジング、母材、顔料、難燃剤、製造拠点ごとの証明書を確認。
FDA・EU食品接触・日本食品衛生法	適合グレードは限定的	最終複合材、使用温度、食品種、接触時間、溶出を確認。
USP Class VI・ISO 10993	医療用途向け個別製品で確認	材料名だけで生体適合を断定しない。滅菌方法と回数を含め評価。
UL・鉄道・航空規格	特定材料システム又は部品で認証	厚さ、積層、接着剤、塗装、製造工程を含め確認。
PFAS関連規制	サイジング、離型剤、添加剤により影響し得る	原材料構成と最新法規を個別確認。

環境・リサイクル性

熱硬化性AFRPは繊維と架橋樹脂の分離が難しく、粉砕再利用、熱回収又は限定的なケミカルリサイクルが中心となる。熱可塑性AFRPは再加熱成形又は再粉砕の可能性があるが、繊維長低下、界面劣化、吸湿及び混入物により物性が低下する。

価格・供給性

価格区分は一般に高価格から極めて高価格である。ヤーン、織物、プリプレグ、板、短繊維、パルプ等で供給されるが、小口入手性、最低購入量、リードタイム及び特注サイジングは製品ごとに異なる。

注意点

劣化・故障モード	主な原因	発生しやすい条件	影響	予防策	推奨確認試験
吸湿・界面劣化	アラミド及び母材への水分吸収	高湿度、温水、切断面露出	Tg低下、層間強度低下、寸法変化	端面封止、乾燥、耐湿界面設計	吸水率、高温高湿、熱水浸漬、残存強度
紫外線劣化	アラミド表面及び母材の光酸化	屋外、薄肉、無塗装	変色、毛羽、強度低下	UV遮蔽塗装、トップコート	キセノンアーク、強度保持率
圧縮キンク	繊維の微小座屈、配向乱れ	圧縮、孔周辺、衝撃後	局部座屈、層間剥離	積層最適化、ハイブリッド化、損傷許容設計	圧縮、衝撃後圧縮、超音波検査
毛羽立ち・層間剥離	切削刃の引抜き作用	穴あけ、トリミング、鈍い工具	端面欠陥、締結強度低下	専用工具、支持板、適正送り、端面封止	断面観察、孔周辺強度
熱酸化・母材劣化	母材の酸化又は架橋切断	高温空気、長時間荷重	脆化、Tg変化、強度低下	耐熱母材、酸化防止、温度低減	熱老化、DMA、残存強度
薬品膨潤・抽出	母材への溶剤浸透、添加剤抽出	溶剤、高温、応力	質量変化、軟化、接着低下	耐薬品母材、バリア、実液評価	実薬品浸漬、応力負荷試験
アウトガス・発塵	残留溶剤、吸湿、切削毛羽	真空、クリーン環境、高温	汚染、絶縁低下、歩留り低下	低アウトガス系、ベーク、表面封止	TML/CVCM、GC-MS、粒子測定

品質・成形不良

不良	主な原因	主な対策
ボイド・含浸不足	樹脂粘度が高い、脱気不足、繊維束が緻密	樹脂温度、真空、圧力、含浸経路及びプリフォーム設計を最適化。
繊維ずれ・皺	積層時の張力不均一、賦形過大	ドレープ解析、仮固定、成形速度及び圧力を調整。
樹脂リッチ・樹脂不足	目付、樹脂量又は圧締条件の不均一	樹脂含有率と厚さを工程管理。
毛羽・端面欠け	切削条件不適、工具摩耗	鋭利な専用工具、支持板、適正送り、集じんを採用。
反り・寸法不良	積層非対称、硬化収縮、吸湿差	対称積層、均一硬化、後硬化、調湿後寸法確認。
接着不良	離型剤、吸湿、サイジング不適合	洗浄、乾燥、表面処理、適正プライマー、工程内接触角管理。

推奨確認試験

実薬品浸漬試験：使用液の実濃度、実温度、24時間、168時間及び1000時間を目安に、質量、寸法、外観、Tg及び残存強度を評価する。
高温高湿試験：85℃・85%RH等の加速条件と実使用条件を併用し、層間せん断強度、誘電特性及び寸法変化を測定する。
熱水・加水分解試験：60～100℃の水又は蒸気条件で、端面封止有無を比較する。
衝撃後圧縮試験：想定衝撃エネルギー後の圧縮残存強度と内部損傷を確認する。
疲労・クリープ試験：実温度、実応力比、10⁵～10⁷回又は想定寿命時間で評価する。
切削・締結試験：孔品質、毛羽、層間剥離、締結トルク及び繰返し荷重を実部品形状で確認する。
紫外線促進耐候試験、難燃性試験、接着強度試験、アウトガス試験及び実部品耐久試験を用途に応じて追加する。

このページを見た人は、下記のページも見ています:

耐衝撃性ポリスチレン