チョップドストランドマットとウーブンロービング（およびコンボマット）：ラミネートの作り方

CSMは、連続ガラスを短繊維（通常25～50mm）に切断し、ランダムなウェブ状に敷き詰めた後、成形時に樹脂に溶解する粉末状または乳化状のポリエステルバインダーで結合させたものです。繊維が端から端まで走っていないため、強度はあらゆる方向に均一に分散され、織物では橋渡ししたり剥がれたりするような複雑な曲面にもシートがしっかりとフィットします。濡れ性が良く、より硬い層との接着性も良好で、ハンドレイアップ、スプレーアップ、インフュージョンなど、ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ樹脂システムとの互換性にも優れています。

そのランダムな構造は、トレードオフでもあります。ふわふわとしたウェブは織物構造よりも多くの樹脂を捕捉するため、完成品1ミリメートルあたりの樹脂消費量は多くなり、絶対的な強度は連続繊維よりも低くなります。これは樹脂の量を正直に見積もる必要があるためであり、欠陥ではありません。CSMは、その利点が重要となる場面、すなわちゲルコートのバックアップ層、腐食防止ライナー、複雑な形状の成形、織物層間の層間接着において、真価を発揮します。

3つの材料を1つの表にまとめる

チョップドストランドマットと織りロービングのどちらが強いかと尋ねると、ほとんどすべてのサプライヤーフォーラムで自信満々の答えが返ってくるでしょう。しかし、これはそもそも間違った最初の質問です。ラミネートは「強い」シートを積み重ねたものではなく、それぞれに役割を持つ複数の層の集合体です。厚みを増す、既知の方向に荷重を支える、複雑な曲線を橋渡しする、表面を保護するなど、それぞれの役割があります。役割を明確にすれば、材料の選択は自然と決まります。チョップドストランドマットを使う場合もあれば、織りロービングを使う場合もあり、両方を交互に使うこともよくあります。また、2つの役割を1回の工程で果たすステッチ加工されたコンボマットを使う場合もあります。

このガイドでは、製造・購買チームが実際に材料を指定する方法（構造、樹脂特性、加工方法）に基づいて、3つの材料ファミリーを比較し、一般的な範囲ではなく、実際に公表されている重量データを使用しています。最後には、具体的な例と、サプライヤーに直接送付できる見積依頼チェックリストが掲載されています。

チョップドストランドマット：カバー力、フィット感、厚み

これら3つはいずれもガラス繊維強化材ですが、その構造が異なるため、積層材の中でそれぞれがどのような位置づけになるかが決まります。

	チョップドストランドマット（CSM）	織りロービング	コンボ／ステッチマット
構造	25～50mmの細断繊維がランダムに分布し、粉末または乳化バインダーによって保持されている。	連続したロービング束が縦糸と横糸に絡み合っている	織り込まれたロービング層とチョップド層（オプションで表面ベール）を縫い合わせて一枚のシートにしたもの
強度方向	等方性 ― 平面内のすべての方向で同じ	方向性 ― 2つの生地軸に沿って最も高い	ロービング層からは方向性があり、チョップド層からは適合性がある。
典型的な役割	厚み形成、遷移、複雑な曲線、層間結合	主要構造層	1回のレイアップパスで2層構造の作業
バインダー	溶解粉末／乳化バインダー	なし（織物）	なし — ポリエステル縫製糸
注意してください	樹脂の吸収率が高いため、狭い曲率半径にする前にドレーピングを行ってください。	織り目が透けて見える面があり、複雑な曲線部分ではドレープ性が悪い。	大量輸送の場合、ご注文の際は重量と幅をご確認ください。

Ruifiber CSM — 公開仕様表

重量（g/m²）	許容範囲	水分含有量	破壊強度（N）
100	±5%	≤0.2%	80以上
150	±5%	≤0.2%	80以上
200	±5%	≤0.2%	100以上
225	±5%	≤0.2%	100以上
300	±5%	≤0.2%	120以上
375	±5%	≤0.2%	120以上
450	±5%	≤0.2%	140以上
600	±5%	≤0.2%	160以上
900	±5%	≤0.2%	200以上

幅は100mmから3,300mmまで対応し、細いパイプの巻き付けから幅広のパネル成形まで幅広くカバーします。詳細はこちら：チョップドストランドマット（CSM）製品ページ.

この表から読み取れる重要な点が2つあります。まず、破断強度は重量とともに段階的に上昇します（100 g/m²で80 N以上、900 g/m²で200 N以上）。そのため、「より重いものを選ぶ」という表現には具体的な意味があり、漠然とした「重いマット」ではなく目標強度を提示することで、複数のサプライヤー間で見積もりを比較しやすくなります。次に、許容誤差が厳しい（重量±5%、水分0.2%以下）点です。水分含有量は重要です。湿ったマットは吸水性が悪く、使用中に水ぶくれができる可能性があるため、湿度の高い夏に材料を保管する場合は、ロールの包装方法と開封後の経過期間を確認してください。

織りロービング：方向性強度

織りロービングは、FRP（繊維強化プラスチック）の世界における高耐久性素材です。連続したフィラメントの束（一般的なテックス値は2,400～9,600）を、粗くドレープ性のある織物状に編み込んでいます。繊維が縦糸と横糸に沿って連続的に走っているため、荷重は層全体に途切れることなく伝わります。そのため、織りロービングはボートの船体、タンク、パネル、プロファイルなどの構造部材として使用され、その周囲の継ぎ目や表面処理にはCSM（クロスメタルスラスト）が使用されます。

同じ織り方によって、その限界も説明できます。粗い繊維束が表面から突き出ているため、マットやベール層で生地と仕上げ材を分離しない限り、化粧部品ではプリントが裏移りするリスクが高くなります。また、複雑な曲線では、生地が同時に2方向にドレープするのを妨げます。

コンボマットとステッチマット：1回の作業で2つの作業が可能

織りロービングコンボマットは、織り層とチョップドストランド層を縫い合わせて一枚のシートにしたものです。表面にベール層を加えると、ベールコンボステッチマットになります。Ruifiber社のバージョンでは、化学バインダーの代わりにポリエステルステッチ糸を使用しているため、シートはすぐに水分を吸収し、溶解させるバインダーも含まれていません。そのため、2回の積層工程が1回で済むため、効率性が高いとされています。

標準幅は1,250 mmと1,270 mmで、一般的な金型やパネル加工用にサイズ設定されています。ステッチ構造により、ロービングの方向性強度とチョップドレイヤーの迅速な厚み増加および表面改善が1つの製品に維持されます。Ruifiberは、ポリエステルベールバージョンよりも高い難燃性と耐熱性が求められる用途向けに、グラスファイバーベールバージョンを位置付けています。公表されている用途には、引抜成形プロファイル、ロッド、チューブ、ケーブルトレイ、フィラメントワインディングによる耐腐食性タンク、パイプ、圧力容器、クローズド成形およびオープン成形（ハンドレイアップ、RTM、圧縮成形）などがあります。

トレードオフとなるのは制御性です。ステッチコンボでは、工場で決められた織布層とチョップドロービング層の比率に縛られます。例えば、腐食ゾーンにライナー層を増設するなど、ラミネートのスケジュールでこれらの比率を個別に調整する必要がある場合は、CSMと織布ロービングを別々に使用することで、より細かい調整が可能になります。標準的なスケジュールで再現性と積層速度を重視するならコンボマットを、層ごとにスケジュールを設計するなら別々にプライを分けて使用することをお勧めします。

参照織りロービングコンボマットそしてベールコンボステッチマット最新の仕様については、製品ページをご覧ください。

「強さ」ではなく、プロセスに基づいて選択する

同じ部品でも、製造方法によって異なる結果が生じる可能性があります。実際に実行しているプロセスを起点として使用してください。

プロセス	典型的な出発点	なぜ
手作業による積層成形（複雑な部品や外観部品）	ゲルコートに接するCSMと、構造内で織り込まれたロービングを交互に配置する。裏面が見える場合は、CSMを最終層として使用する。	CSMは素早く含水し、曲線に沿って密着し、プライ同士を接着します。クラシックな交互配置は織り目を滑らかにし、積層体を一体化させます。
手作業による積層成形（広い平面または緩やかな曲面）	織りロービングコンボマット	1回のパスで方向性のある強度と厚みを実現。別々のプライよりも取り扱いが少ない。
プルトルージョン	ベールコンボステッチマットまたはダイに適した生地。ダイレクトロービングは縦方向の繊維を運びます。	縫い合わせられたバインダーフリーのシートは継続的に水分を吸収し、ベールが表面をより滑らかにするのに役立ちます。
フィラメントワインディング（タンク、パイプ）	強度経路のための直接ロービング。腐食ライナー内のCSMまたはベール層。	連続ロービングが荷重経路を形成し、より細かいマットが樹脂を豊富に含む内面を形成する。

ある層の役割が表面仕上げや腐食防止制御である場合、それは表面ベールの役割であり、厚手のマットの役割ではありません。細繊維ベール（20～90g/m²）は、より粗い補強材を隠す樹脂を豊富に含む表面を作り出すために存在します。

ラミネートの製造：実例

役割がどのように組み合わさって積み重なっていくかを見てみましょう。例えば、手作業で積層して作られた耐腐食性貯蔵タンクを考えてみましょう。これは、各層がそれぞれ明確な役割を担っている一般的な例です。これは層の役割を示す図解であり、設計図ではありません。加圧環境や化学薬品環境で使用される積層材の仕様は、使用する樹脂、温度、および化学薬品の種類に応じて検証する必要があります。

1.離型剤／ゲルコート―完成した外面。
2.表面ベール（細目、20～90 g/m² クラス）—樹脂を豊富に含む内側ライナー面を形成し、粗い繊維が貯蔵媒体に接触しないようにします。
3.CSMライナープライ等方性で樹脂を豊富に含む層を重ねて、ライナーの厚みを増す。
4.織りロービング― 生地の2方向における構造荷重を支える。
5.CSM次の織り層を接着し、織り模様を平らにする。
4～5の手順を繰り返して設計通りの厚さにし、裏面が見える部分をCSMで閉じます。

プルトルージョン法とフィラメントワインディング法では、異なるプレーヤーを使用するものの、同じ論理が適用されます。ベールコンボステッチマットは、個別のベール＋マットパスの代わりに使用でき、連続繊維キャリアとして織布の代わりに直接ロービングを使用できます。

注文前に確認すべき事項

この記事に記載されている重量と幅の範囲は、公開されている製品データまたは明確にラベル付けされた業界慣例です。発注前に、使用する樹脂とプロセスに合わせて正確な仕様を確認してください。同様の見積依頼書には次のように記載されています。

1.ラミネートロール各層（表面層、ライナー層、構造層、遷移層）について。
2. 材料と構造— CSM（粉末バインダー対乳化バインダー）、織りロービング、またはステッチコンボ。
3. 層あたりの重量単位はg/m²です。CSMについては、上記の公開表を参照してください。織布ロービングの重量については、供給業者の最新の仕様書を請求してください。
4. 幅とロール形式―標準スリット幅、およびロールごとの接合／継ぎ目に関する規定。
5.樹脂システム―ポリエステル、ビニルエステル、またはエポキシ樹脂、および硬化方法。
6.プロセス— ハンドレイアップ、スプレーアップ、インフュージョン、プルトルージョン、ワインディング、RTM。
7. 制約の処理— 金型の形状、最小半径、可視面。
8. 文書化―技術データシート、および試運転用に、お客様ご自身の樹脂を用いた含浸試験用のサンプル。

よくある質問

チョップドストランドマットと織りロービングでは、どちらが強度が高いですか？

単位重量あたりで比較すると、織布ロービングは連続繊維が生地軸に沿って荷重を支えるのに対し、CSMは短い繊維があらゆる方向に分散されるため、CSMの方が優れています。ただし、この比較は重量、樹脂含有量、荷重方向がすべて同じ場合にのみ意味を持ちます。実際には、どちらか一方を選ぶという問題ではありません。CSMは被覆性、接着性、表面処理を提供し、織布ロービングは方向性強度を提供し、ほとんどのハンドレイアップでは両方が使用されます。

CSMと織りロービングを1つのラミネート材に一緒に使用できますか？

はい、これらを交互に重ねることは、手作業による積層の標準的な慣例です。なぜなら、それぞれが互いの弱点を補い合うからです。CSMは粗い織り目を滑らかにし、層間接着を改善し、ロービング束に沿った水の浸透を遅らせます。織りロービングは荷重を支えます。積層時間を重視する場合、コンボマットはこれら2つを1枚のシートに縫い合わせます。

CSMにおけるバインダーの種類は重要ですか？

はい。粉末バインダーとエマルジョンバインダーは成形時に樹脂に溶解し、それによってCSMが樹脂に密着・固化しますが、同時にマットを互換性のある樹脂システムやプロセスに縛り付けてしまいます。ハンドレイアップではなく、インフュージョン、プルトルージョン、またはワインディングのプロセスを採用している場合は、バインダーフリーのステッチマットを使用することで溶解工程を完全に省略できます。見積もりをご依頼の際は、使用する樹脂とプロセスをお知らせください。それに合ったバインダーをご提案いたします。

ラミネート材の仕様を決める準備はできましたか？ Ruifiberのグラスファイバー強化製品をご覧ください— チョップドストランドマット、織りロービングコンボマット、ベールコンボステッチマット、表面ベール、および直接ロービング。手積層から引抜成形まで、様々な幅と重量の製品を取り揃えています。