VMPガラス繊維
コストパフォーマンスに優れた高強度、高弾性ガラス繊維
VMPガラス繊維（ロシア語標記：ВМП【Высоко Модульное Прочное】）は高強度、高弾性率が特徴で、高荷重コンポジット構造を作り出すユニークなFRP基材です。VMPガラス繊維の弾性強度特性はEガラスに比べて約30%ほど高く、耐熱性、耐水性、さらには長期強度を持っており、ガラス繊維で分類されるところの「Sガラス」に属する高強度ガラス繊維です。
高強度、高弾性率の利点を活かし、原産国のロシアでは宇宙航空分野だけでなく、造船、自動車産業にも幅広く適用されています。VMPガラス繊維を基材とした複合材料は、シリンダー、パイプおよびコンテナなどに加工され、高負荷な複合建造物や風力発電所などに使われています。
化学組成
| SiO2 | Al2O3 | MgO | Tio2 | F2O3 | Zro2 | Na2O+K2O |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 58～60 | 20～27 | 10～15 | 0.2～0.7 | 0.1～0.6 | 0.1～0.2 | 0.2～0.5 |
物理的特性と機械的特性の比較
| 項目 | VMPガラス | Eガラス | |
|---|---|---|---|
| 密度(kg/㎥) | 2580 | 2540 | |
| 引張強度(Gpa) | +23℃ | 4.2 | 3.4 |
| -196℃ | 7.0 | 5.0 | |
| 引張弾性率(Gpa) | 95 | 72 | |
| ポアソン比 | 0.25 | 0.24 | |
| 線膨張係数(10^6(1/℃)) | 3.5 | 5.5 | |
| 軟化点(℃) | 850 | 840 | |
| 誘電率 | 5.9 | 6.1 | |
VMPガラス繊維は、エポキシとの相性がよいシランサイジングで処理されています。
日本国内では厚さ40μ程度の平織クロスを試作し、クロスにシリコン樹脂を積層したシリコンシートとして評価しました。下の表は同じ平織クロスのEガラス製のシリコンシートの物性を1とし、VMPガラス製シリコンシートの物性の倍率を表しています。熱性能を損なうことなくより高い強度を得ることが出来ました。
| VMPガラスクロス | Eガラスクロス | |
|---|---|---|
| 厚み(mm) | 0.19 | 0.17 |
| 引っ張り強さ | 1.4 | 1 |
| 引裂き強さ | 3.4 | 1 |
| 絶縁破壊電圧 | 1.2 | 1 |
| 熱抵抗 | 1.1 | 1 |
| 熱伝導率 | 1 | 1 |
厚さ40μのVMPガラスクロス
またチョップドストランドの需要があり、強度向上目的のフィラーとして評価をしています。
3mmのチョップドストランド
ロービング
| 品番 | 繊維径(μ) | 線密度(tex) | 引張強度(N) |
|---|---|---|---|
| VMPR10-400 | 10 | 400 | 235 |
| VMPR10-1200 | 10 | 1200 | 784 |
| VMPR10-2400 | 10 | 2400 | 1078 |
| VMPR10-450 | 13 | 450 | 216 |
| VMPR10-900 | 13 | 900 | 342 |
| VMPR10-1200 | 13 | 1200 | 637 |
ヤーン
| 品番 | 繊維径（μm) | 番手(Tex) | 撚り数(回/m) |
|---|---|---|---|
| VMPC6-7.2 1×1 | 6 | 7.2 | 55 |
| VMPC6-14.4 4×4 | 6 | 57.6 | 100 |
| VMPC8-28 1×2 | 8 | 56 | 100 |
| VMPC10-40 1×1 | 10 | 40 | 55 |