FRP(Fiber Reinforced Plastics)とは樹脂プラスチックにガラス繊維などを混合させ、強度をアップさせた複合材料で、繊維強化プラスチックとも呼ばれる。もともと樹脂プラスチックは軽量ではあるが、弾性率が低いため基本構造部材としては適していなかった。しかし、ガラス繊維などの弾性率が高い素材を添加することで、軽くて強度がある複合素材が使われるようになった。

FRPのメリットとしては、弾性が高い、耐熱性・耐衝撃性・耐水性・耐薬品性・電気絶縁性に優れるなどの多くのメリットがある。また、対金属に関してのメリットは、金属と比べても強度性が高く、軽量で錆びずに腐食しにくい点である。そのFRP特性が認められ、自動車・鉄道車両の外装や内装部材、農業資材、バスルームや浄水器などの住宅設備関係でFRPが使用されている。

 

繊維強化プラスチックの種類

ガラス繊維強化プラスチック (GFRP, Glass Fiber Reinforced Plastics):比較的安価で、電波透過性に優れる。

 

ガラス長繊維マット強化熱可塑性プラスチック(GMT, Glass-Mat reinforced Thermoplastics):ガラスの一種で、強度に優れ、自動車部品などに使用される。

 

炭素繊維強化プラスチック (CFRP, Carbon-Fiber-Reinforced Plastics):アルミニウム合金の代替材料として使用される。

 

ボロン繊維強化プラスチック (BFRP, Boron Fiber-Reinforced Plastics):強度、対弾丸性が大きく、軍事兵器などによく使用される。

 

アラミド繊維強化プラスチック (AFRP, Aramid-Fiber-Reinforced Plastics):アラミド繊維による強化で耐衝撃性に優れる。

 

ケブラー繊維強化プラスチック (KFRP, Kevlar-Fiber-Reinforced Plastics):アラミド繊維の一種のデュポン社のケブラーによる強化で耐衝撃性に優れる。

 

ダイニーマ繊維強化プラスチック (DFRP, Dyneema-Fiber-Reinforced Plastics):ダイニーマ(現イザナス)による強化プラスチックで高強度、熱伝導性にも優れる。

 

ザイロン強化プラスチック (ZFRP, Zylon-Fiber-Reinforced Plastics):ザイロンによる強化プラスチックで、きわめて高い強度と難燃性がある。

 

WPC(木材・プラスチック複合材)、WPRC(木材・プラスチック再生複合材:射出および押し出し成型ができ、再利用できる。

 

しかし、繊維強化プラスチックのデメリットも存在しており、対金属に関して強度は優れているが、耐衝撃性が劣り、経年劣化によりボルト穴の部分などからクラックが発生することがある。素材の分離が困難という点で、リサイクル性に懸念があり、様々な産業におけるFRP複合材料の需要の高まりは、廃棄物の増加につながっている。

 

使用済み繊維強化プラスチックの廃棄

この廃棄物は環境に配慮した方法で廃棄されるべきである。さらに、政府の法律は、リサイクル率を促進し、埋立地の利用を最小限に抑えることで、国民の行動を形成している。廃棄物の埋め立てに関する欧州連合指令では、2035年までに埋め立て処分される都市廃棄物をわずか10%に制限している。今後、FRP複合材廃棄物のリサイクルがますます注目されるようになる。したがって、環境的に持続可能で、商業的に実行可能な、さまざまな複合廃棄物のリサイクル/処分の道筋を探る必要がある。これらに関する取り組みの大半は、実験室での実験を用いながら、小規模で一般的なリサイクル方法についてである。自動車、航空宇宙、電気・電子産業で使用されるFRP部品は、一般的に薄くて小さい。建築物、橋梁、風力発電では、一般的に他のFRP分野よりも厚く大きなFRP部品が使用されている。建築・建設セクターはFRP廃棄物の主要な排出者である。これらの大型部品をリサイクルするには、スケーラブル(拡張性のある)なリサイクルプロセスが必要である。建設や風力タービン産業(風力発電など)におけるガラス繊維強化プラスチック(glass fiber reinforced plastics;GFRP)およびカーボンFRPの廃棄方法が重要な課題となっている。FRP製品の90%以上はガラス繊維を使用し、複合材料の66%は熱硬化性樹脂を使用している。残りのFRPのほとんどは炭素繊維を使用している。このため、ガラス繊維や炭素繊維と熱硬化性樹脂とのリサイクルが求められている。