短時間／低コストで塗装済みFRPを得る新技術：材料技術

三菱ケミカルは、「sampe Japan 先端材料技術展 2025」で、「炭素繊維シートモールディングコンパウンド（CF-SMC）」や、研究開発を進める「パウダーインモールドコーティング（PMIC）」を紹介した。

[遠藤和宏，MONOist]

　三菱ケミカルは、「sampe Japan 先端材料技術展 2025」（会期：2025年12月3〜5日、東京ビッグサイト）に出展し、「炭素繊維シートモールディングコンパウンド（CF-SMC）」や、研究開発を進める「パウダーインモールドコーティング（PMIC）」を紹介した。

高強度／低臭気タイプなどを開発中

　CF-SMCは、短くカットした高強度炭素繊維をランダムに配置し、熱硬化樹脂を含浸させたシート状の中間材料だ。短い炭素繊維がランダムに配置されているため、長い炭素繊維を用いたプリプレグで課題となる「特定の方向からの力に弱い」という問題を解消しており、さまざまな方向で安定した強度を発現する。短繊維をランダムに配置することで流動性も確保しており、リブやボスなど複雑な形状のパーツをプレス成形することも可能だ。三菱ケミカルでは、同材料とプレス成形を用いて、特定のパーツの量産にも対応している。

　CF-SMCの標準品「STM12ON131」は、密度が1.46g/cm³、引張強度は170MPa、引張弾性率は29GPa、曲げ強度は370MPa、曲げ弾性率は26GPaとなる。

CF-SMCの標準品「STM12ON131」［クリックで拡大］

　同社は現在、CF-SMCの新たなラインアップとして、「高強度／低臭気タイプ」「難燃 UL94 V-0タイプ」「高耐熱エポキシタイプ」「高強度エポキシタイプ」の開発も進めている。

　高強度／低臭気タイプは、密度が1.46g/cm³、引張強度は220MPa、引張弾性率は34GPa、曲げ強度は490MPa、曲げ弾性率は31GPaとなる。難燃 UL94 V-0タイプは、密度が1.45g/cm³、引張強度は195MPa、引張弾性率は32GPa、曲げ強度と曲げ弾性率は非公表としている。

　高耐熱エポキシタイプは、密度が1.52g/cm³、引張強度は320MPa、引張弾性率は37GPa、曲げ強度は500MPa、曲げ弾性率は37GPaとなる。高強度エポキシタイプは、密度が1.53g/cm³、引張強度は447MPa、引張弾性率は41GPa、曲げ強度と曲げ弾性率は非公表だ。

CF-SMCの概要［クリックで拡大］ 出所：三菱ケミカル

　PMICは、繊維強化プラスチック（FRP）の成形とプライマー塗布／乾燥を連続して行う技術だ。PMICの手順は以下の通りとなる。まず、上型に粉体プライマーを噴霧する。次に下型にプリプレグ／炭素複合繊維（SMC）を充填（じゅうてん）。続けて、金型内をプレヒートして増粘させる。その後、バキュームを用いて金型内を真空脱気する。次に、プレス成形し、粉体プライマーおよびプリプレグ／炭素複合繊維（SMC）の一体化を行う。最後に、型開き／脱型して完成する。PMICで要する時間は合計20分だという。

従来工程で作製された塗装品（左）とPMICを用いた塗装品（右）［クリックで拡大］

　三菱ケミカルの説明員は「塗装処理が施されたFRPを製造する手段として、従来はFRPを成形した後、表面をサンディング処理し、プライマーを塗布／乾燥させて、最後に本体塗料やクリア塗料を塗布する方法が一般的だった。この手順を簡略化し、より短時間／低コストで塗装済みFRPを得る工法がPMICだ」と強調する。なお、PMICはサンプルワークの段階だという。

PMICの概要［クリックで拡大］ 出所：三菱ケミカル

⇒その他の「材料技術」の記事はこちら