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カーボンFRPとは、炭素繊維に樹脂を含侵させたシート状の素材(プリプレグ)を熱硬化させた物です。様々な成形方法により2次元、3次元などの複雑な製品の成形が可能です。熱硬化後の同素材は優れた強度(重量あたり強度)と剛性を持ち、金属と比べた場合、その重量比は、鉄7.9アルミ2.7カーボンFRP1.5という軽量さです。現状況では自社で試作、生産した工業用機械部品は高速で回転する機械に導入されておりますが、大変良い結果を示しております。 |
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当社使用のカーボンプリプレグの強度・弾性率
記号(名称) |
強度(kg/mm2) |
弾性率(t/mm2) |
HTA(高強度タイプ:汎用品) |
400 |
24 |
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カーボン角パイプの使用原材料
(旧社名東邦レーヨン/現在は東邦テナックスとなっております。)
ベスファイトの特徴
-
1.比強度、比弾性率が高い。
-
2.疲労特性が優れている。
-
3.寸法安定性が良い。
-
4.導電性がある。
-
5.振動減衰性に優れている。
-
6.耐熱酸化性が極めて優れている。
-
7.耐食性、耐薬品性に優れている。
-
8.X線透過性に優れている。
-
9.繊維断面形状が真円である。
-
10.加工性が良く、高性能の複合材料が得られる。
-
-
ベスファイトの断面図
ベスファイトの特性
PAN系炭素繊維「ベスファイト」には数多くの優れた特性があります。
機械的特性−密度が金属に比べて小さく、引張強度、引張弾性率が高く、疲労特性、摩耗特性、潤滑性に優れている。
熱的特性−線膨張係数が小さく、寸法安定性に優れており、高温下における機械的性質の低下ならびに
極低温域での熱 伝導率も小さい。
電気的・電磁的特性−導電性で電磁波シールド性があり、X線の透過性にも優れている。
化学的・物理化学的特性−化学的安定性に優れており、酸、塩基、各種溶媒に侵されにくい。 |
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UDプリプレグの代表的仕様(130度硬化タイプ)
当社使用の原材料はHTAを使用しています。
使用
ベスファイト |
繊維
目付
|
樹脂含有率
|
総目付
|
成形厚さ
|
使用
ベスファイト |
繊維
総目付
|
樹脂含有率
|
総目付け
|
成形厚さ
|
HTA
|
10
|
65
|
29
|
0.020
|
HM-35
|
75
|
38
|
121
|
0.080
|
19
|
50
|
38
|
0.025
|
117
|
31
|
170
|
0.110
|
27
|
45
|
49
|
0.035
|
140
|
37
|
222
|
0.145
|
37
|
45
|
67
|
0.050
|
141
|
31
|
204
|
0.130
|
54
|
40
|
90
|
0.060
|
HM-40
|
75
|
38
|
121
|
0.080
|
75
|
38
|
121
|
0.080
|
115
|
31
|
167
|
0.105
|
108
|
37
|
171
|
0.115
|
139
|
31
|
201
|
0.125
|
120
|
37
|
190
|
0.125
|
175
|
33
|
261
|
0.165
|
125
|
30
|
179
|
0.115
|
200
|
33
|
299
|
0.190
|
150
|
37
|
238
|
0.155
|
TM-40
|
116
|
33
|
173
|
0.110
|
175
|
36
|
275
|
0.175
|
139
|
32
|
204
|
0.130
|
180
|
37
|
286
|
0.190
|
167
|
32
|
246
|
0.155
|
200
|
33
|
299
|
0.195
|
UM-40
|
116
|
33
|
173
|
0.110
|
216
|
38
|
348
|
0.230
|
139
|
30
|
199
|
0.125
|
225
|
36
|
352
|
0.230
|
167
|
30
|
239
|
0.155
|
250
|
38
|
403
|
0.265
|
UM-46
|
115
|
33
|
172
|
0.110
|
270
|
40
|
450
|
0.300
|
139
|
33
|
204
|
0.130
|
300
|
36
|
469
|
0.310
|
159
|
33
|
237
|
0.155
|
IM-400
|
23
|
38
|
37
|
0.025
|
UM-55
|
116
|
31
|
168
|
0.105
|
30
|
38
|
48
|
0.035
|
UM-63
|
139
|
30
|
199
|
0.125
|
54
|
37
|
86
|
0.060
|
LM-16
|
100
|
41
|
169
|
0.110
|
75
|
37
|
119
|
0.080
|
200
|
41
|
339
|
0.225
|
102
|
35
|
156
|
0.105
|
-
|
125
|
33
|
187
|
0.115
|
150
|
33
|
224
|
0.145
|
175
|
33
|
261
|
0.170
|
200
|
33
|
299
|
0.195
|
250
|
33
|
373
|
0.245
|
ベスファイトの複合材料特性
1.一方向/汎用エポキシ
-
特性
|
方向
|
単位
|
テスト温度
|
HTA
|
IM400
|
TM40
|
UM55
|
引張り強さ
|
0度
|
|
室温
82℃
|
220
190
|
245
-
|
160
-
|
192
-
|
引張り弾性率
|
0度
|
|
室温
82℃
|
14.4
14.3
|
17.0
-
|
24.6
-
|
34.2
-
|
破断歪
|
0度
|
|
室温
80℃
|
14500
13400
|
14800
-
|
6700
-
|
5600
-
|
圧縮強さ
|
0度
|
|
室温
|
160
|
150
|
84
|
71.4
|
圧縮弾性率
|
0度
|
|
室温
|
13.5
|
15.8
|
21.5
|
31
|
曲げ強さ
|
0度
|
|
室温
Wet82℃
|
175
121
|
165
105
|
130
100
|
124
*1)74.8
|
90度
|
|
室温
Wet82℃
|
7.3
-
|
7.0
4.0
|
6.0
3.5
|
6.3
*1)3.6
|
曲げ弾性率
|
0度
|
|
室温
Wet82℃
|
13.5
13.5
|
16.0
15.7
|
22.1
21.6
|
29.9
*1)28.0
|
90度
|
|
室温
Wet82℃
|
0.9
-
|
0.9
0.7
|
0.8
0.6
|
0.6
*1)0.43
|
層間せん断強さ
|
0度
|
|
室温
82℃
Wet82℃
|
10.6
8.1
7.1
|
8.5
6.0
5.0
|
8.0
6.3
4.5
|
7.2
-
*1)3.6
|
シャルピー衝撃値
|
0度
|
|
室温
|
171
|
-
|
-
|
-
|
エッジ・デラミ強さ
|
*2)
|
|
室温
|
-
|
18.0
|
16.0
|
-
|
-
1.CF含有率:60%換算値
-
2.硬化条件:オートクレーブ成形(120度×2Hr.)
-
2.WEt:71の純水中に14日間浸漬後、82℃雰囲気中で測定
-
*1)UM55のみ70℃雰囲気中で測定
-
4.シャルピー衝撃値:エッジワイズ、ノッチ無
-
*2):(【±25】2/90)s
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