樹脂にガラス繊維を配合して得られる物性

樹脂にガラス繊維(GF :Glass Fiber)を配合すると、樹脂単体では得られない

「高強度、高剛性、高耐熱」の物性が付与されます。

以下、メカニズムと物性向上のポイントをまとめます。

■樹脂にガラス繊維を配合する事で得られる物性

①機械特性の向上

・引張強度の大幅向上

→樹脂単体の約1.5～3倍に向上。

→ガラス繊維はヤング率が高く(70～80GPa)、荷重を繊維が

　受け持つ為、強度が向上。

・曲げ強度、曲げ弾性率の向上

→弾性率は3～5倍になる事もある。

→構造体としてのたわみが大幅に減り、剛性が必要な部品に最適。

・衝撃強度の改善(条件付き)

→長繊維GF　→　衝撃強度UP。

→短繊維GF　→　衝撃強度が低下する場合あり。

※繊維がクラックを止める働きが増えれば強くなる。

②熱特性の向上

・ガラス繊維が骨格として働き、高温時の変形を抑制

※例　PA66

・樹脂単体：　HDT約70～80℃

・GF30％ ：　HDT240℃超も可能

・連続使用温度の向上

→高温環境でも機械特性を保持。

→電飾品、エンジン周りの部品に使用される理由。

③寸法安定性の向上

・線膨張係数が大幅に減少

→ガラス繊維は熱膨張が小さい　→　樹脂の変形を抑制。

→金属に近い寸法安定性を実現。

・クリープ特性の改善

→長時間荷重による変形(クリープ)が少ない。

→ベアリングハウジングやギアに適する理由。

④電気特性

・絶縁性の維持

→ガラス繊維自体も絶縁性を持つため。

→高強度が求められる電装品ハウジングに適合。

⑤耐薬品性、耐候性

・耐薬品性の改善(樹脂による)

→基本的にガラス繊維は薬品に強い。

→ただし、樹脂側の耐薬品性が支配する。

※例

PAは加水分解に弱いが、PBTは強い　等

・耐候性

→ガラス繊維自体は紫外線で劣化しにくい。

→反面、樹脂表面に露出しやすくなると外観劣化に繋がる事もあり。

⑥成形性、外観への影響(デメリットも含む)

・流動性低下

→GFが混ざると溶融樹脂の粘度が上昇。

・薄肉成形、薄膜化には不利になる事も。

・外観（表面の繊維浮き、銀条　など）

→GF30％以上で表面に繊維が目立つ可能性。

→外観品にはノンフィルやタルク系が適する。

・摩耗性の向上(摩擦に強くなる)

→金型やスクリューの摩耗が増える。

→耐摩耗対策(表面処理スクリュー)が必要。

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