竹内化成㈱ ＦＲＰ講習会 受講報告！（１９９９．６．６）
行ってきました。FRP講習会。朝の１０時から夕方４時３０まで。年に二度（５・６月）しかない講習会なので、とてもラッキーでした。
大学から約２時間、横浜の金沢区にある「竹内化成」に行ってきました。講習はその会社の現会長の竹内寅栄さんが講師をしてくれました。
これが75歳のぴんぴんのおじいちゃんで、話し始めたら止らない気さくなおじいちゃん。でも、従業員に対してはめっきり恐い口調で、「あれ持って来い」だの「ばかやろー」だの言うもんだから、ちょっとびっくり。受講者の年齢層は僕が一番下で、上はおそらく５５歳ぐらい。職業も様々で全国津々浦々から。ヨットや漁船の補修をしたい人が多かったみたい。新入社員の女の人を除いてみんな男でした。ま、当たり前か。
ま、それはさておき講習の内容で僕がメモをした所だけ報告します。結構色々と書いてあるけれど、読まなきゃいけないことなんて、少しもないので、興味の有る人だけ読んでください。なにせ、一日かけて朝からやった内容だから、結構盛りだくさんです。今日写真も取ったので、そのうちホームページに載せる予定です。
３、FRPって何？
６、塗料の種類と特徴
８、結局何がわかったの？竹内化成はもともと、戦前は塗料を作っていた会社だったけれど、昭和２８年ごろに2代目の竹内寅栄氏（現会長）がFRPをはじめたのがきっかけで日本でFRPのさきがけとなった。当時木造船製造の職人の腕は非常に良く、アメリカにも輸出していたほどだけれど、アメリカでFRP船がではじめたのに目をつけたのがはじまり。
昭和３４年には日本飛行機が、昭和３５年にはヤマハが最初にFRP船を手がけたときにFRPというものの技術を紹介したのが竹内化成だった。ただ、まだ当時は型を作るのに大変なコストがかかり、当時の値段でボート一艘で300万円（クラウン一台又は土地つき家一軒）だったので、普及には至らなかった。しかし、竹内化成ではこの「型作り」に目をつけ、化粧板（つまりベニヤを塗装したもの）を利用して安く、簡単に型を作る方法を考え出してから、FRP船が普及し始めた。当時竹内氏は、その技術の特許をとらずに、むしろ全国の造船所を講習してまわったのでまたたくまにその技術は広がって行った。
普通木で船を作るためには、樹齢80年程の直径１メートル以上の杉やケヤキを、さらに最低1年ほど寝かせて乾燥させてから使っていたのだけれど、FRPはその手間がなく、しかも寿命がながいことでどんどんFRP船が幅をきかせていった。ただ、この「寿命」が後に自らの首を締めることになるとは当時の造船所は誰一人考えなかった。木造船の寿命は、せいぜい１０年から１５年であったのに対し、FRP船は４０年から６０年も持つようになったために、船が売れなくなってしまったわけ。FRP船が普及したときは大変好景気だった造船業界も、衰退の一途を辿ってきたのは「FRPが
よすぎる事」に原因があったわけ。
とにもかくにも、日本のFRP船業界は竹内化成が作り出し、竹内化成と共に歩んできたといっても決して過言ではないということ。現在では、漁船やボートやヨットの補修の他に、風呂釜、プール、貯水タンクなどもやっている。ちなみに、会長の車は青のブルーバード。どこにお金使ってるんだろう。
ふつう、ガラスというのは成形性を良くするためにソーダ灰を混ぜてアルカリを混ぜるのだけれど、これがポリエステルと相性が悪いために、ガラス繊維用のガラスは、「無アルカリ」のガラスを使用している。
ガラス繊維のシートには、大きく分けて種類が３つあってそれはガラスマット（M)とロービングクロス（R)とガラスクロス（C）と呼ばれるもの。どれも直径１３ミクロンのガラス繊維を束にして使っている。
ガラスマットとは、ガラス繊維を５cmほどに切ったものを雪のように降らせてそれを接着剤でつけたもので、方向性がない。ロービングクロスとガラスクロスは、ある程度ガラス繊維を束ねたものを互い違いに織り込んだ物で、その束ねた本数によって分けられている。ひとつの束が多いロービングクロスは、束が少なく目の細かいガラスクロスに比べて、引張り強度が低い。
ガラス繊維そのものだと、引張り強度が１００ｋｇ/mm2（つまり天井からガラス繊維をつるして、９９ｋｇでぶら下がっても切れない）程だけれど、マットでは１０kg/mm^2、ロービングでは20kg/mm^2、ガラスクロスでは20-25kg/mm^2に下がってしまう。これは織り込んだ事でクラックが入りやすくなり、弱くなる事が影響している。
船体の成形では主にMとRが使われており、設計図をみると船体の加工指定で「GcMRMRMM」などという指定が有る。Gｃというのはゲルコート（後述）で、MRMRMMというのはFRPで外層がマット、次にロービング、、、と積層していることを表していて、この船では６層（６プライ）の積層がされていることになる。２種類を織り交ぜるのは強度を出すため。この際に注意したいのは、層の両端は必ずマット（M)であること。なぜかというと、水の
浸食というのは毛細管効果によって、繊維を伝わるのだけれど、ガラス繊維が細切れになっているクロスではその毛細管効果が５ｃｍしか現れないために、侵食性が少ない。このため、両端はMで挟む構造をしているわけ。５ｔクラスの船で大体6プライ、１５ｔクラスでも７～８プライでOK。最近は速く走る船を作るために、むしろ薄く軽くする必要もあり、５プライでつくることもよくあるらしい。
竹内化成では通常４５０ｇ/m^2のマットを使用しているが、それはそのマットにポリエステル樹脂を１kg塗るとちょうど板厚が1mmになるということで、標準的につかっている。
そもそもFRPとはFiber(繊維）Reinforced（強化）Plastic（プラスチック）の略で、つまりは繊維で補強された合成樹脂のこと（平凡社の大百科辞典の説明はこちら）で、プラスチックでありながら引張強度、弾性率を金属並にすることで、軽く丈夫な先進複合材として木・金属・コンクリートに並び第４の構造材料として利用されている。
ただ、FRPは「たわみやすい」という特徴をもっており、釣竿などに代表されるようにたわみやすく、折れにくい。よってたわみを嫌う橋などの構造には利用されない。また金属に比べ燃えやすいことから、建物にも使われない。がしかし、耐水性・耐酸性が非常にすぐれているために、小型の船には非常にすぐれた特性を生かすことができる（大きくても１００ｔクラス）。会長曰く、FRPの用途は何か水が関係しているのであれば適していると言えるそうだ。
FRPは樹脂と強化材とで構成されているが、樹脂にはフェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などがあるが、経済性・耐久性などの理由から圧倒的にポリエステル樹脂がよく使われている。強化材となる繊維はガラス繊維、炭素繊維、ケブラー（アラミド繊維）などがあるけれど、やはり代表格はガラス繊維。よって、単に強化プラスチックというとガラス繊維強化不飽和ポリエステル樹脂をを指す事もある。ちなみに、防弾チョッキは、ケブラーなどの積層でつくられている。
合成樹脂は大きく２つに分ける事が出来る。１つは熱可塑性と呼ばれるもので、熱をかけると（約１００度で）柔らかくなるもの。もうひとつは、熱硬化性と呼ばれるもので、熱をかけると（約１００度で）硬くなるもの。
熱可塑性 主な用途 熱硬化性 主な用途 低圧ポリエチレン（ＰＥ） 透明な袋 フェノール（ベークライト） 絶縁体として 高圧ポリエチレン（ＰＥ） 白い買物袋 ポリエステル ハンドレイアップ ポリプロピレン（ＰＰ） 荷物のバンド（固いやつ） 尿素樹脂 ベニヤ合板の接着剤 スチロール 魚のトレー
イチゴパックメラニン 自動車の焼付塗料
机の表面コートアクリル 透明性のいいもの エポキシ 電気プリント基盤
（ガラス繊維＋エポ）ＡＢＳ ダッシュボード
小型ラジオのボディポリカーボネート サンダーの緑色のボディ セルロイド 昔の録画フィルム等
「熱可塑性」の樹脂は「熱いときに成形」するので、人には加工できない。よってハンドレイアップ（手で好きな形に積層して行く）などということはできず、すべて機械が作り出す。逆に「熱硬化性」のものは、常温で液体、一度熱をかけると固体に変化するものがほとんどで、人が好みの形に作るのには適している。
FRPとして適した樹脂はポリエステル樹脂か、エポキシ樹脂なのだけれど、これらは、収縮性に大きな違いが有る。ポリエステル樹脂は硬化すると、硬化前に比べて0.1-3％の収縮があるのだけれど、エポキシは収縮が０．つまり全くないわけ。よって、その分余計に高い。今回は経済性をとってポリエステル樹脂を使う。
４－１ポリエステル樹脂について
ポリエステル樹脂には、メーカーによって８０種ほどもある。以下にその代表的なものを示す。
オルソ系 一般用 イソ系 耐熱 ビスフェノール 耐熱・耐薬・耐酸 ビニールエステル 耐熱・耐薬・耐老化（ヨットのマストポールや、ロッドに利用） アクリル変性 透明性（おみやげなどに利用） その他 メーカーによって全部で８０種類ほど
４－２ エポキシ樹脂について
ハンドレイアップにはエポキシ樹脂を利用する事もあるけれど、一般に高価なため使用しない。ただ、以下のような特徴を持っているのでそれを生かす場合には使われる場合がある。
特徴１ 耐熱・耐薬性がある。
特徴２ 収縮なし（ポリエステルは収縮0.3-3％）
特徴３ 高価である。
特徴４ 耐候性が悪い（つまり雨ざらしに弱い）。
これに対して、「フッ素樹脂・フッ素コート・フッ素塗料」は耐候性に優れているが、重ね塗りができない。
ここでは、実習の際に気がついたり、教わったりした事をまとめてみた。
型（雌型or雄型）でFRPを作る場合には、まず型に離型剤を塗る。離型剤とは、ワックスやポバールのことを指す。ワックスは車磨き用の物でもかまわない。ただ、ワックスは薄く塗るのがポイント。よく離れるようにと厚く塗る人がいるが、それは間違い。
ワックスというのは、離型の役割をするカルナバとシリコンという成分の他に、パラピンやシンナーといった塗りやすくするためだけの成分も含まれている。これらは良く磨く事によって取り除かれ、よりよい離型処理ができることになる。固形ワックスで塗りにくい場合には、ウエスに塗料用シンナー（ガソリンでもいい）を染み込ませて塗ると、塗りやすい。だいたい、４回から5回「塗るー磨く」を繰り返すと良い。
これは船の色を決める工程。船は後から色を塗るのではなくて、このゲルコートの層に着色する。ただ、ソーラーカーには関係無いかも。
さあ、いよいよ積層。でも積層作業そのものは大して大変ではない。全長１５ｍほどの船（５ｔクラス）では、船殻積層で７－８人の作業でたった１日で仕上がってしまう。ただ、船を作るためには他にも骨を入れる作業とか、キャビンを作る作業とかがあるから、時間がかかる。それをするまでの準備、設備、道具をそろえるのが結構大変なのだ。
ガラス繊維は１ｍ幅なので、その重ね合わせ場所は約１０ｃｍ～３０ｃｍ程重ねる。特に、角にはクラックが入りやすいので厚くしてやると良い。実習を通して学んだ注意点を順不同で以下に示す。
硬化剤というのは、樹脂硬化の促進をするものであり、樹脂は硬化剤を入れなければ通常固まらない。硬化剤は樹脂と反応して高温に発熱し、その熱で樹脂が硬化するしくみである。よって樹脂の硬化には空気は関係無い。
樹脂の硬化剤というのは過酸化物であり安定していない。その為、長期保存には向いていない。また、他のものと混ぜたり、触れたりするとまず間違い無く発熱・発火・爆発などを起こす危険があるので、取り扱いには十分注意する必要がある。子供の手の届く所には絶対に置かない。食品飲料類のビンなどに移し変えない。金属の入れ物に入れない（ポリ系容器にいれる）。手についたらすぐに石鹸水で洗い落とす事。皮膚についた瞬間は、なにも感じないけれどひどいヤケドのようになり、2ヶ月ほど治らないで苦しむ事になる。舌につけたら、もうそれ以降、味という物を感じられない舌になってしまう恐れも有る。
硬化剤の量は基本的に気温が暑い時少なく、寒いときは多く入れる。ポリエステル樹脂１ｋｇあたりで、冬なら7-10cc、春秋は5-8cc、夏は4-5ccが目安。速く硬化させようとして多く入れても、全く効果ないどころか逆に焦げてしまったり、硬化しない可能性が有る。硬化剤の発熱は化学反応によるもののため、正しい割合が必要。また少ない場合には発熱が少なく、完全に硬化しない。もし外気が暑くすぐ固まってしまうようであれば、一度に作る量を減らし、何度かに分けて作るようにするといい。決して硬化剤と樹脂の割合を変えてはならない。
また、硬化剤を取り出す際に使うスポイトだが、ゴム頭部分だけ摘むん持つとスポイトが安定せず、硬化剤を樹脂に入れる際に樹脂についてしまう可能性がある為に非常に危険であるから、きちんとガラス部分を持つ事。もし樹脂のついたスポイトを硬化剤のほうに戻したら「爆発」するので十分注意する必要がある。
・ハケは汚れたアセトンで洗った後、きれいなアセトンで2度洗いし、よく搾ってから干す。
・ガラスマットは、出っ張り部分を関そうする際にははさみではなく、手でちぎった方がいい。
・部材が直角になるときなどには、かならず角にパテを埋めてRをつける。Rは最低R１０ぐらい欲しいところ。
・パテは自分で作れる。ポリエステル樹脂１ｋｇにタルク粉１ｋｇを混ぜれば少し硬めの標準的なパテができる。柔らかくしたければポリ樹脂を多くすればいい。
・何かをつける際には、まずパテかホットメルトで固定してから積層すると、やりやすい。このとき、パテは完全に乾燥していなくてもいい。
塗料は一般に乾燥の仕方で３つに分けられる。
塗料 酸化乾燥型 空気中の酸素と結合して、乾燥するもの 蒸発乾燥型 塗料に含まれるシンナーが蒸発して、乾燥するもの 硬化反応型 硬化剤を添加する事で反応熱を出し、定着するもの
塗料の種類・特徴を古いものから順に上から整理してみた。
古い物から順に上から 塗料の種類 乾燥方法 特徴 油性ペイント 酸化型 合成樹脂調合で乾きが速く、つやが出る。 フタルサンエナメル 酸化・蒸発型 樹脂量が多く、つやが出る。 マリーンペイント 酸化・蒸発型 油を含み錆止めになるが、擦るとはがれやすい。 ラッカー 蒸発型 色のついたニトロセルロースで、元は火薬の原料。 アクリルラッカー 蒸発型 ラッカーにアクリルが含まれ、つやのあるもの。 アクリルウレタンエナメル 硬化反応型 すごくいい（笑）。 塩ビ塗料 蒸発型 コンクリート用塗料として使われている。 その他
最近では水性エマレジョン塗料が多くなってきた。油性ペイントをエマルジョン化するには、中性洗剤などを混ぜて乳化させてやれば良い。もともと水と油というのは、混ぜ合わせる事ができないけれど、乳化する事によって混ぜる事ができるようになる。バター（油）と牛乳の関係と同じ。
具体的には、小型ボート（動力なし）の腰掛けを製作した。手順は以下に示すとおりで、各作業で気付いた事なども示してある。
| 順番 | 作業 | 時間 | 気をつけること・気付いた事など |
| １ | 腰掛けの寸法を決め、ベニヤ板で外壁を作る。 | - | - |
| ２ | １で作ったベニヤ板のしきりを仮固定する。 | - | この時、パテかホットメルトを使用する。角にＲをつける。 |
| ３ |  腰掛けの中の部分に発泡ウレタンを流込み、発泡させる。 |
5分 | Ａ液とＢ液は１：１で。体積が約６０倍に発泡する。この時、 よく泡立てておかないと、途中で発泡が止まってしまう。発泡時間は約３０秒！急いで！ |
| ４ |  上まで発泡したら、腰掛けの形に切り、上からベニヤをかぶせる。 |
- | ベニヤはあらかじめ切っておく方が頭イイね。 |
| ５ | ベニヤ板の周辺をパテで埋め、Ｒをつける。 | - | パテはポリエステル樹脂に何か混ぜてやればいい。 |
| ６ | ガラスマットを当て、大体の形を作っておく。２プライなら２枚。（端は５ｃｍ程） | - | 小さすぎなければ、厳密にやる必要はない。 |
| ７ | ポリエステル樹脂に硬化剤を適量入れ、準備する。 | - | この際、スポイトの持ち方に注意。 |
| ８ |  ガラスマットをあて、ポリエステル樹脂をウールローラーで塗りこむ。 |
6分 | ガラス繊維に白さが残っているところは樹脂量が少ない。 |
| ９ | 豚毛脱泡ローラー・アルミ脱泡ローラーなどで十分脱泡する。 | 5分 | ガラス繊維が浮き上がらないように。特に角は注意。 小さいＲは小さな鉄・アルミ製ローラーで。 |
| １０ | 再びもう一枚も積層（７－９の繰り返し）。 | - | あせらず、念入りに。 |
| １１ | 乾くまでしばし待つ。 | 180分 | 季節によって違う。 |
| １２ |  乾いたら、上から硬化剤を混ぜ合わせたゲルコートを１度で厚く塗る。 |
- | 二度塗りはできない。厚く塗る事で、熱の発生を高めている。 |
| １３ | できあがり。 | ||
途中、ポリエステル樹脂を塗りこむ時に、ウールローラーを持ち体験する事ができた。
ＦＲＰは、設備と場所さえ整えば大して難しい技術ではないということと、きれいに仕上るには経験と根気が必要だということ。
ディビニセルをガラス繊維で挟みこむ複合材料の板をつくるのであれば、真空ポンプは必要ない。ただ、樹脂を塗りこむ際には専用のウールローラーを使用する事。
今日の講習会を受けて、樹脂というものが様々に利用されている様子や、プラスチックの知識がついた。もし自分に土地とお金があったら、ぜひＦＲＰ専用のガレージを作ってみたいと思った。
以上、講習会受講報告でした。
帰りに、磯子駅まで会長に車で送っていただきましてありがとうございました。
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