炭素繊維は鉄の約4倍の引張強度を持ちながら、伸びが非常に少ないという特性を持っています。またマトリクス樹脂より圧縮時の強度が向上します。鉄と同じ質量であれば、強度・弾性率とも大幅にアップする事が出来ます。

CFRPは高強度・高弾性であり、金属に比べて軽い材料です。炭素繊維の種類やVf（炭素含有率）によって幅がありますがおおよそ1.5～1.7程度の比重です。

CFRPの材料は材料特性を活かして特定の方向に強く、それ以外の方向に弱い材料を作ることができます。また繊維方向や形状自体、リブ構造などで設計時に強度をコントロールすることが可能です。

CFRPは炭素繊維がハニカム構造でできているため、金属に比べて高い耐疲労性を持ち、長期間の繰返し荷重や振動にも耐えることができます。

CFRPは樹脂による振動吸収で高い振動減衰性能があります。アルミの約3～4倍、鉄の約10倍の振動減衰率があると言われており、優れた振動抑制効果があります。

CFRPは基本的に長さ・体積などの熱膨張はほとんど起こりません。そのため精密機器や測定機器など、温度変化による寸法変化が必要とされるものに向いています。

マトリクス樹脂の種類によって耐熱性は左右されますが、スーパーエンプラといわれる樹脂を使用すれば300℃～400℃程度までの耐熱性を持たせることも可能です。

一方向のみ繊維をそろえたものをUD(UniDerection)といいます。

金属と異なり異方性であるため、特定の方向に強い材料にすることが可能です。繊維方向に沿った引っ張りや圧縮強度、弾性率は、クロス材の2～3倍になります。強度を表現したい方向に0度、90度、45度、-45度等に組み合わせるなどして、クロスプライ積層で使用します。

また、水平方向に材料を積層すると繊維の特性が大きくなり、垂直方向では樹脂の特性が大きくなるなど、積層の向きにより性能が変わります。通常クロス材よりも安価です。

チョップ材は、UD材をある一定のサイズで細かく裁断した材料です。繊維が分断されているため非常に成形性が良くなります。

また形状起伏が激しい部位やリブ形状などのUD材やクロス材では材料の入りが悪い個所にも対応しやすい材料です。

平織・綾織などの各種織物シートがあります。繊維の折り方によって強度やドレープ性が異なりますが、意匠性を出すことができます。

開繊とは、丸断面の原糸を幅広く・薄く・均一に広げて開繊糸を製造することです。1K＝1,000本の単位で表現されます。一般的にＫ値が少ないほど製造工数がかかり、品質も良くなるため、高価な開繊繊維になります。

 

■メリット

ポリプロピレン（PP）は、使用範囲が非常に幅広く最も多く使用されているプラスチック素材の一つです。樹脂の中で最も比重が軽く（0.9程度）、加工性が高い上に、優れた強度を持っており、透明性・発色性も高い特徴があります。

一般家庭で使用されるものとしては例えば、家電製品や文房具、おもちゃやスポーツ用品、オムツ、カーペットや下着などがあります。また工業用としては自動車用のパーツ、医療用注射器の材料や包装フィルム、建設資材では電線ケーブルの被覆にも使用されます。使用形態もさまざまで、単純成形だけでなく速乾性があることから、繊維素材としても使用されています。加工が容易で薄くできるということからフィルムやシートとしても使用されます。

 

■メリット

■デメリット

ポリアミド（ナイロン・アラミド）は、最も身近なプラスチック素材の一つで衣類の材料として使用されることが多いです。自動車製造に多数使用されており、エンジンカバー、アクセルペダルやドアハンドル、シートベルトなどあらゆる部分に使われています。

ナイロンの使用用途の35％は自動車用といわれています。またその他にもおもちゃ、食品用フィルム、釣り糸や歯ブラシ、衣類やカーペット、ロープなどに使用され、電子機器の基板やコネクタ、ケーブル類、工業用では断熱材や防水シート、配管など、医療用としては手術器具、カテーテルにも使用されています。

＊ポリアミドはプラスチックの種類を示すもので、ナイロンはデュポン社が開発したポリアミドの製品名。脂肪族骨格や半芳香族骨格を含むポリアミド。

＊アラミドはナイロンの機械的特性をより高めたもので、鋼鉄を超える引っ張り強度や耐熱耐摩耗性を持つものや、高温・耐薬品性がより強化されているものがある。芳香族骨格だけで構成されるポリアミド樹脂。

 

■メリット

■デメリット

ポリカーボネート（polycarbonate）は、熱可塑性樹脂の一種で、高い透明性や耐衝撃性が特徴のエンジニアリングプラスチックです。

一般用途や工業用途を含め非常に多くの場所で使われている身近な材料で、有機ガラスとも呼ばれます。カメラレンズ、DVD基盤、車のヘッドランプ、スマートフォンのケースとボディ、ヘルメット、看板や高速道路の遮光板、防弾素材など幅広く使われています。

よく似た素材としてアクリルがありますが、ポリカーボネートの方が耐衝撃性や難燃性に勝る一方、加工性やコストにおいてはアクリルの方が優れています。連続耐熱温度は約120℃で、熱変形温度は、130～140℃程度です。

 

■メリット

■デメリット

PET（ポリエチレンテレフタレート）樹脂は熱可塑性樹脂の一種で、高い汎用性を持つ素材のひとつです。構造の似ているPBTとひとくくりでエンジニアリングプラスチックに分類されます。

磁気テープなどにも使われるほか、電子機器部品ハウジング、ディスプレイなどにも使用されます。また、ガラス繊維を混ぜてFRPといわれる繊維強化プラスチックとしても使われるケースも多く、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート（GF-PET）は軽くて丈夫な素材として自動車部品などに利用されています。軽量で透明性を持つ素材でありながら、-60℃程度の耐寒性を持つため、食品の包装に適しています。ペットボトルに限らず、卵のパック、フィルムなどさまざまな用途に使用されています。

 

■メリット

■デメリット

ABS樹脂は、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂ともよばれます。アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンという3種類のモノマーで製造されます。

アクリロニトリル：耐熱性、機械的強度（剛性）、耐油性
ブタジエン：耐衝撃性（ゴムの特性
スチレン：光沢性、成形性（加工性）、寸法安定性

ABS樹脂はさまざまな機械的特徴をバランスよく有しており、見た目も美しいため、汎用的なプラスチック素材として様々な場面で活用されています。自動車用途ではフロントやラジエーターグリル、インストルメントパネル、ドアパネル、フロントカバー、ランプカバー。一般機器や家電としてはテレビ、冷蔵庫、洗濯機、プリンター、複写機、パソコン、電話機、ファックスなどの部品。その他としては玩具・化粧品容器・トイレ・キャリーバック・時計・スポーツ用品・楽器などに使われています。

 

■メリット

■デメリット

PEEK（ピーク）は熱可塑性樹脂の一種で、プラスチックのなかでも特に高い性能を持った「スーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）」に分類される材料です。Poly Ether Ether Ketone（ポリエーテルエーテルケトン）の略称です。

耐熱性、耐薬品性、耐熱水性、難燃性、力学的特性、電気的特性に優れており、医療機器、航空宇宙産業、自動車産業、化学産業、半導体産業など様々な産業分野で使われています。自動車産業ではギア・ベアリングなどの各部品が金属部品の代わりとして軽量化、絶縁性を目的として代替部品として使用されることもあります。

PEEK材は基本グレードの他に、用途に応じて様々なグレードが存在します。

・PEEK強化グレード
カーボン繊維やガラス繊維との複合材料にすることで、通常のPEEKではカバーできない環境下で使われます。繊維材の影響で「ソリ」が発生しやすくなるため、切削加工は難しくなります。

・PEEK導電グレード
一般的にプラスチックには絶縁性能がありますが、PEEKにカーボン繊維を混ぜ込むことで「導電性」を持たせたグレードです。繊維材の影響で切削加工は難しくなります。

・PEEK医療グレード
医療機器の軽量化のために金属代替として使われたり、体内で無毒かつ不活性のため生体適合性を考慮したグレードです。注射針やインプラント、義歯などに活用されています。

・PEEK摺動グレード
部品交換がむずかしい箇所での使用されることが多く、潤滑性・耐摩耗性を向上させたグレードです。炭素繊維やPTFE（四フッ化エチレン）を充填することで耐久性が上がり、機械部品の寿命が向上します。

 

■メリット

■デメリット

フェノール樹脂（Phenol Formaldehyde Resin/PF:ポリオキシベンジルメチレングリコールアンハイド ライド）はベークライトとも言われ、フェノール類とアルデヒド類に触媒を加えて付加縮合反応を起こして得る多価メチノールフェノールです。世界で初めて植 物以外の原料から作り出されたプラスチック素材で、熱硬化性樹脂の中で最も生産されている樹脂であり、加熱方法や混合割合により熱硬化、熱可塑の異なる特 性をもつ樹脂を作ることができます。

自動車・鉄鋼関連用としてその優れた耐熱性、耐久性から幅広く使用されており、鉄鋼関連用途では耐火物の製造に使用されています。成形複合製品 では優れた耐熱性・機械的強度を有し、フィルター用、セパレーター用、塗料用、積層用、バインダー用などの様々な含浸用途に使用されています。住宅関連で は環境調和型フェノール樹脂が、環境対応としめ低フリーフェノール型樹脂などもあります。

 

フェノール樹脂の種類

■メリット

■デメリット

ウレタン樹脂(PU樹脂/ポリウレタン/Polyurethane)はウレタン結合（イソシアネートとアルコールによって形成されるカーバメー ト結合）によって形成されるポリマーの総称です。使用するポリイソシアネートとポリオールの性質によってさまざまな物性のポリウレタンを合成することが可能で、軟らかいものから硬いものまで様々な種類が存在し、接着性や耐摩耗性に優れおり、発泡体としても活用されています。熱可塑性、熱硬化性の双方の性質 を得ることが可能です。

ウレタンは発泡体の場合であればクッション、自動車などのシート、断熱材、スポンジ類、コーキング材として用いられます。非発泡体であれば、パッキン・ベルト、塗料、防水材に用いられます。

 

■メリット

■デメリット

エポキシ樹脂は、エンジニアリングプラスチックに分類される熱硬化性樹脂です。単体の反応ではなく、様々な硬化剤と混ぜることで反応します。硬化剤の種類や量によって様々な物性に変化し、様々な特性を引き出すことができます。副産物を出さない特徴があります。

エポキシ樹脂はその硬化特性から接着剤や塗料としての用途で使用され、高い電気絶縁性・耐水性・耐食性によりコーティング剤や建築素材、接着剤 などとしても使用されます。その活躍の場はエレクトロニクス、食品、船舶、航空宇宙産業、スポーツ用品、複合材料としてや3Dプリンター用材料など多岐に渡ります。

 

■メリット

■デメリット

ポリエステルとは、エステル結合を持つ高分子化合物です。そのポリエステルには2種類あり、1つは飽和ポリエステル、もう1つ は不飽和ポリエステルです。

飽和ポリエステルは、熱可塑性・無反応性・不飽和酸を含まないなどの特徴を持っており、PBT・PET・飽和ポリエステル・アルキッドなどがあります。不飽和ポリエステルは、スチレンに代表される架橋性モノマーに溶解した熱硬化性樹脂です。

ガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維で強化したFRP（Fiber Reinforced Plastics）用途と、注型・塗料等の繊維強化せずに使用する非FRP用途があります。

常温硬化には、過酸化物触媒と促進剤の併用される。加熱硬化は、中温硬化系と高温硬化系に分けることができます。

 

■不飽和ポリエステル樹脂の用途

■不飽和ポリエステル樹脂を用いた成形材料

シリコンとはケイ素（Si）のことを指す言葉です。ケイ素とは元素の一種で、地球上では酸素に次いで多く、自然界や体内のあらゆるところに存在します。
シリコン樹脂はこのケイ素を原料とした樹脂化合物です。シリコンはケイ素であり、シリコン樹脂はシリコンを原料とした化合物です。

 

■メリット

■デメリット