ファイバーグラス（グラスファイバー／ガラス繊維強化プラスチック）とは？特徴・用途・メリット

ファイバーグラス（グラスファイバー／ガラス繊維強化プラスチック）の特徴・用途・メリットを解説。耐久性・軽量性・成形性など基礎から選び方までわかりやすく紹介。

ファイバーグラス（英: fiberglass、米: fiberglass）は、複合材料の一つである。ガラスでできた細い繊維でプラスチックを補強した繊維強化ポリマーである。この複合材料は、ガラス繊維強化プラスチック（GRP）と呼ばれることもある。

グラスファイバーは、カーボンファイバーよりも安価で柔軟性があります。多くの金属よりも強く（重量で比較した場合）、複雑な形状に成形することができる。プラスチックマトリックスは通常、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂などの熱硬化性ポリマーであり、熱可塑性である場合もある。

ファイバーグラスのメリットは以下の通りです。

特徴（特性）

• 高い強度対重量比：同じ重量で比較すると金属に劣らない引張強さを示し、軽量化が可能です。
• 耐腐食性・耐化学薬品性：水や多くの化学薬品、塩水環境に強く、腐食しにくい性質があります。
• 電気絶縁性：ガラス繊維自体は電気を通しにくく、絶縁材料として利用されます。
• 成形の自由度が高い：複雑な形状や大型構造の一体成形が可能で、鋳造や真空成形など多様な製造法があります。
• 熱的特性：一般に断熱性があり、また耐熱性を向上させるための配合や処理が可能です（ただし高温下での性能は樹脂の種類に依存）。
• 表面仕上げが良い：ゲルコート等により滑らかな外観が得られ、塗装や後処理も容易です。

主な用途

• 船舶（ヨットやボートの船体）、水上構造物
• 自動車の外装パネル、補機部品、軽量化パーツ
• 風力発電のブレード（大寸法複合材の代表例）
• 配管・タンク・貯蔵容器（耐食性が求められる用途）
• スポーツ用品（サーフボード、カヌー、スキー、テニスラケットなど）
• 建築・外装（パネル、カバー、装飾部材）
• 電気・電子機器の筐体・絶縁部材
• 補修材・補強材（既存構造の補強や補修）

種類とガラス繊維の分類

• Eガラス：電気的特性とコストのバランスに優れ、最も一般的に使用される。多目的用途向け。
• Sガラス：引張強度・弾性率が高く、高強度用途に使われるがコストは高め。
• Cガラス：化学耐性に優れ、酸・アルカリ環境に強い。
• マトリックス（樹脂）によっても特性が変わる：エポキシ、ポリエステル、ビニルエステル、熱可塑性樹脂など。

製造法・成形法

• ハンドレイアップ：ガラス繊維シートに樹脂を塗布して成形する最も基本的な方法（小ロット・大型部品向け）。
• スプレーアップ：短繊維と樹脂を同時に吹き付けて積層する高速法。
• 真空注型（バキュームインフュージョン）：樹脂を真空で引き込むことで高繊維含有率と良好な品質を得る。
• RTM（レジン注入成形）：金型内で繊維を配置し樹脂を注入して高精度な部品を作る方法。
• フィラメントワインディング：パイプやタンクの製造に用いられる繊維巻き取り法。
• パルチュレーション（Pultrusion）：連続的に引き抜きながら成形する方法で、棒材やプロファイルの大量生産に適する。

メリット（まとめ）

• 軽量で高強度（強度対重量比が良い）
• 耐腐食性・耐候性に優れる
• 成形自由度が高く、複雑形状の一体化が可能
• 電気絶縁性や断熱性を持つ
• 素材コストがカーボンに比べて低く、経済的

デメリット・注意点

• 疲労寿命や衝撃吸収性は材質・設計に依存。局所的な衝撃で破壊（クラック）が起きやすい場合がある。
• 高温環境では樹脂が劣化しやすく、耐熱用途には適切な樹脂選定が必要。
• リサイクルが難しい場合がある（熱硬化性樹脂を用いた場合など）。環境対策や廃棄方法の検討が必要。
• 製造時にガラス繊維粉じんやフレークが発生し、皮膚刺激や呼吸器への影響があるため保護具が必要。

安全・取り扱い上のポイント

• 作業時は防護手袋、長袖、保護メガネ、適切なマスク（粉じん対策）を着用する。
• 切断・研磨作業は換気を良くし、集じん装置を利用する。粉じんの飛散を抑える。
• 廃材や切断屑の処理は自治体の指導に従い、焼却や不適切な廃棄を避ける。

まとめ

ファイバーグラス（ガラス繊維強化プラスチック）は、コストパフォーマンスに優れ、成形性や耐腐食性が高い複合材料です。船舶、風力発電、自動車、配管・タンク、スポーツ用品など幅広い分野で採用されています。一方で、使用環境（温度・化学）やリサイクル性、作業時の安全対策なども考慮して材料・製法を選ぶことが重要です。

質問と回答

Q: グラスファイバーとは何ですか?

Q: グラスファイバーはアメリカでは何と呼ばれていますか?

Q: ガラス強化プラスチックでできた複合材料は何と呼ばれていますか?

Q: グラスファイバーはカーボンファイバーと比べて、コストや柔軟性はどうですか?

Q: グラスファイバーは金属と比べて強度はどうですか?

Q: グラスファイバーは複雑な形状に成形できますか?

Q: グラスファイバーを使用する利点は何ですか?

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