ガラス繊維粉末単なる充填材ではなく、ミクロレベルでの物理的な連結によって強化します。高温で溶融・押出し、その後低温で粉砕されたアルカリフリー（Eガラス）ガラス繊維粉末は、高いアスペクト比を維持し、表面は不活性です。硬いエッジ部分がありますが、反応性はなく、樹脂、セメント、モルタルマトリックス内に支持ネットワークを形成します。150メッシュから400メッシュの粒度分布は、分散性と固定力のバランスが取れており、粗すぎると沈降し、細かすぎると耐荷重性が弱まります。高光沢コーティングや精密ポッティングには、1250ガラス繊維粉末などの超微粒子グレードが適しています。
ガラス粉末による基板硬度と耐摩耗性の大幅な向上は、ガラス粉末固有の物理化学的特性と材料系内の微細メカニズムに起因します。この強化は主に「物理的充填強化」と「界面結合最適化」という2つの経路によって実現され、具体的な原理は以下のとおりです。
固有の高硬度による物理的な充填効果
ガラス粉末は主にシリカやホウ酸塩などの無機化合物で構成されています。高温で溶融・冷却すると、モース硬度6～7の非晶質粒子となり、プラスチック、樹脂、従来のコーティングなどの基材の硬度（通常2～4）をはるかに上回ります。マトリックス内に均一に分散すると、ガラス粉末材料全体に無数の「マイクロハード粒子」を埋め込みます。
これらのハードポイントは外部からの圧力と摩擦を直接受け止め、ベース素材自体にかかるストレスと摩耗を軽減し、「耐摩耗骨格」として機能します。
硬質点の存在により、材料表面の塑性変形が抑制されます。外部物体が表面を擦った場合、ガラス粉末粒子が傷の形成を防ぎ、全体的な硬度と耐傷性が向上します。
高密度構造により摩耗経路を削減
ガラス粉末粒子は微細な寸法（通常はマイクロメートルからナノメートルスケール）と優れた分散性を特徴としており、マトリックス材料の微細な細孔を均一に満たして高密度の複合構造を形成します。
溶融または硬化の過程で、ガラス粉末はマトリックスと連続相を形成し、界面の隙間をなくし、応力集中による局所的な摩耗を軽減します。これにより、より均一で耐摩耗性の高い材料表面が得られます。
界面接合により荷重伝達効率が向上
ガラス粉末は、樹脂やプラスチックなどのマトリックス材料との優れた相溶性を示します。表面改質されたガラス粉末の中には、マトリックスと化学的に結合し、強固な界面接続を形成するものもあります。
化学的安定性により環境腐食に耐える
ガラス粉末優れた化学的不活性性を有し、酸、アルカリ、酸化、老化に対して耐性があります。複雑な環境（屋外、化学薬品を使用する場所など）でも安定した性能を維持します。
化学腐食による表面構造の損傷を防ぎ、硬度と耐摩耗性を維持します。
特にコーティングやインクにおいては、ガラス粉末の紫外線耐性と湿気と熱による老化に対する耐性によりマトリックスの劣化が遅れ、材料の摩耗寿命が延びます。
投稿日時: 2026年1月12日
