JPS6029629B2 - 繊維強化プラスチツク高速回転体の製造方法 - Google Patents
繊維強化プラスチツク高速回転体の製造方法Info
- Publication number
- JPS6029629B2 JPS6029629B2 JP52120643A JP12064377A JPS6029629B2 JP S6029629 B2 JPS6029629 B2 JP S6029629B2 JP 52120643 A JP52120643 A JP 52120643A JP 12064377 A JP12064377 A JP 12064377A JP S6029629 B2 JPS6029629 B2 JP S6029629B2
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- Japan
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- resin
- fiber
- rotating body
- satin
- reinforced plastic
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- Laminated Bodies (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規な繊維強化プラスチック高速回転体の製造
方法に関する。
方法に関する。
さらに詳しくは、一方向ロービング朱子織布の裁断片を
円形状に配列し、かつ積層することにより、以下に詳述
するように、高速回転時の遠心力に対する強度や自重に
対する曲げ強さ、さらにせん断力にすぐれた厚肉用の繊
維強化プラスチック高速回転体の製造方法に関する。
円形状に配列し、かつ積層することにより、以下に詳述
するように、高速回転時の遠心力に対する強度や自重に
対する曲げ強さ、さらにせん断力にすぐれた厚肉用の繊
維強化プラスチック高速回転体の製造方法に関する。
従来よりフライホイール用材料として、鉄鋼が多く用い
られているが、電気エネルギーを回転運動エネルギーの
形でフライホイールに効率よく貯蔵するには高速回転を
必要とし、そのため前記鉄鋼製のフライホイールでは高
速回転によって生ずる引張力に耐えられず、そのためフ
ライホイールが破壊してしまうという欠点を有している
。
られているが、電気エネルギーを回転運動エネルギーの
形でフライホイールに効率よく貯蔵するには高速回転を
必要とし、そのため前記鉄鋼製のフライホイールでは高
速回転によって生ずる引張力に耐えられず、そのためフ
ライホイールが破壊してしまうという欠点を有している
。
しかしながら近年の材料技術の進歩により、引張応力に
耐えうる各種のすぐれた材料が開発されるようになり、
とくにガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維などを
用いた繊維強化プラスチックは重量当りの引張応力が鉄
鋼類のそれよりも４〜５以上となり、そのため大容量の
エネルギー貯蔵が可能になりつつある。しかしながら現
在のおもな問題点の１つは、これら新材料によるフライ
ホイールの製作および加工技術の確立とされ、該技術が
確立されればその他のフライホイールを真空中で回転さ
せる技術などは従来技術で充分に対処できるとみられて
いる。
耐えうる各種のすぐれた材料が開発されるようになり、
とくにガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維などを
用いた繊維強化プラスチックは重量当りの引張応力が鉄
鋼類のそれよりも４〜５以上となり、そのため大容量の
エネルギー貯蔵が可能になりつつある。しかしながら現
在のおもな問題点の１つは、これら新材料によるフライ
ホイールの製作および加工技術の確立とされ、該技術が
確立されればその他のフライホイールを真空中で回転さ
せる技術などは従来技術で充分に対処できるとみられて
いる。
そのため現時点では、通常のフィラメントワインディン
グ法または積層法によってえられた繊維強化プラスチッ
クを加工して４・形のフライホイールに使用されている
にすぎない。しかしながら電力エネルギー貯蔵量が １００ＭＷＨなどの大容量プラント用フライホイールで
は、ロータ寸法が直径８肌、重量が３００トン、回転数
が最高３００仇ｐｍにもなり、到底前記繊維強化プラス
チックでは該フライホイールの高速回転に耐えることが
できない。
グ法または積層法によってえられた繊維強化プラスチッ
クを加工して４・形のフライホイールに使用されている
にすぎない。しかしながら電力エネルギー貯蔵量が １００ＭＷＨなどの大容量プラント用フライホイールで
は、ロータ寸法が直径８肌、重量が３００トン、回転数
が最高３００仇ｐｍにもなり、到底前記繊維強化プラス
チックでは該フライホイールの高速回転に耐えることが
できない。
すなわち通常のＦＲＰ積層板においては高速回転により
生ずる遠心力に対して引張強度が充分でなく、また通常
のフィラメントワインデイング材料ではホイールの自重
または回転時の遠心力に対して層間せん断強度や曲げ強
度が充分でないなどのためである。本発明者らは叙上の
各問題点を克服して高速回転時の遠心力に対する強度や
自重に対する曲げ強さ、さらにせん断力にすぐれや厚肉
用の高速回転体をうるべ〈種々研究を重ねた結果、一方
向ロービング朱子織布の裁断片を円形状に配列し、かつ
積層することによりえられる繊維強化プラスチック高速
回転体は、叙上の各問題点をすべて排除ししかも前記の
目的を達しうろことを見出し、本発明を完成するにいた
つた。本発明の繊維強化プラスチック高速回転体を図面
を用いて説明する。
生ずる遠心力に対して引張強度が充分でなく、また通常
のフィラメントワインデイング材料ではホイールの自重
または回転時の遠心力に対して層間せん断強度や曲げ強
度が充分でないなどのためである。本発明者らは叙上の
各問題点を克服して高速回転時の遠心力に対する強度や
自重に対する曲げ強さ、さらにせん断力にすぐれや厚肉
用の高速回転体をうるべ〈種々研究を重ねた結果、一方
向ロービング朱子織布の裁断片を円形状に配列し、かつ
積層することによりえられる繊維強化プラスチック高速
回転体は、叙上の各問題点をすべて排除ししかも前記の
目的を達しうろことを見出し、本発明を完成するにいた
つた。本発明の繊維強化プラスチック高速回転体を図面
を用いて説明する。
第１図ａおよびｂは本発明の方法における扇状および短
冊状の一方向ロ−ビング朱子織布の配列を示す概略平面
図であり、その１区画について該織布の縦糸２と横糸３
の方向を示しており、他は省略している。
冊状の一方向ロ−ビング朱子織布の配列を示す概略平面
図であり、その１区画について該織布の縦糸２と横糸３
の方向を示しており、他は省略している。
第２図は該一方向ロービング朱子織布の拡大概略平面図
である。すなわち本発明の繊維強化プラスチック高速回
転体は、あらかじめ樹脂を含浸させた一方向ロービング
朱子織布の裁断片、好ましくは扇状または短冊状の裁断
片１を第１図ａおよびｂのごとく円形状に配列し、これ
を所望の厚さまで贋層して加熱加圧後、所定の寸法に仕
上げることにより、遠心力に対する強度や自重に対する
曲げ強さ、さらにせん断強さにすぐれ、大容量フライホ
イール用材料として必要な厚肉円盤高速体としての強度
に充分耐えうるものである。
である。すなわち本発明の繊維強化プラスチック高速回
転体は、あらかじめ樹脂を含浸させた一方向ロービング
朱子織布の裁断片、好ましくは扇状または短冊状の裁断
片１を第１図ａおよびｂのごとく円形状に配列し、これ
を所望の厚さまで贋層して加熱加圧後、所定の寸法に仕
上げることにより、遠心力に対する強度や自重に対する
曲げ強さ、さらにせん断強さにすぐれ、大容量フライホ
イール用材料として必要な厚肉円盤高速体としての強度
に充分耐えうるものである。
とくに本発明においては、前記一方向ロービング朱子織
布の縦糸２を半径方向となるように、該織布の裁断片１
を円形状に配列することにより、高速回転時の遠心力に
対する強度がすぐれた繊維強化プラスチック高速回転体
がえられる。
布の縦糸２を半径方向となるように、該織布の裁断片１
を円形状に配列することにより、高速回転時の遠心力に
対する強度がすぐれた繊維強化プラスチック高速回転体
がえられる。
しかして本発明に用いる一方向。
ービング朱子織布としては、たとえばガラス繊維、炭素
繊維およびアラミド繊維（デュポン社の商品名 ケプラ
ー繊維）からなる群より選ばれた１種が好ましく、さら
に該織布の榛糸３と縦糸２の打込比が１：１．１〜３で
あることが好ましい。かかる打込比の範囲よりも大なる
ときも小なるときも、いずれも、えられた高速回転体の
高速回転時における遠心力に対する引張強度や曲げ応力
、さらにせん断応力が充分でない。また本発明に用いる
樹脂としては、低粘度で含浸可能な熱硬化性樹脂または
Ｂステージ化が可能な熱硬化性樹脂が好ましく、そのた
めたとえば従来より繊維強化プラスチックの製造に用い
られるポリエステル樹脂またはェポキシ樹脂などが好適
に使用される。
繊維およびアラミド繊維（デュポン社の商品名 ケプラ
ー繊維）からなる群より選ばれた１種が好ましく、さら
に該織布の榛糸３と縦糸２の打込比が１：１．１〜３で
あることが好ましい。かかる打込比の範囲よりも大なる
ときも小なるときも、いずれも、えられた高速回転体の
高速回転時における遠心力に対する引張強度や曲げ応力
、さらにせん断応力が充分でない。また本発明に用いる
樹脂としては、低粘度で含浸可能な熱硬化性樹脂または
Ｂステージ化が可能な熱硬化性樹脂が好ましく、そのた
めたとえば従来より繊維強化プラスチックの製造に用い
られるポリエステル樹脂またはェポキシ樹脂などが好適
に使用される。
かかるポリエステル樹脂としては、たとえば大日本イン
キ化学工業■製の商品名ポリラィト、日本触媒化学工業
■製の商品名ェポラック、日立化成工業■製の商品名ポ
リセット、武田薬品工業■製の商品名ポリマールまたは
理研合成■製の商品名リゴラック（たとえばリゴラック
１５５７）などの不飽和ポリエステル樹脂がいずれも好
適に用いられる。またェポキシ樹脂としては、たとえば
ビスフェノール系ェポキシ樹脂であるェピコート８２８
，１００４（以上、シェル化学社製）、ノボラック型ェ
ポキシ樹脂であるＤＥＮ４斑（ダウケミカル社製）また
は環状脂肪族系ェポキシ樹脂であるＯＹ−１７５（チバ
社製）などが用いられる。これら樹脂と共に用いられる
硬化剤としては、たとえばジアミノジフェニルスルホン
などの芳香族アミンやペンゾィルパーオキサィドなどの
過酸化物、さらに酸無水物や潜在性硬化剤などが用いら
れる。
キ化学工業■製の商品名ポリラィト、日本触媒化学工業
■製の商品名ェポラック、日立化成工業■製の商品名ポ
リセット、武田薬品工業■製の商品名ポリマールまたは
理研合成■製の商品名リゴラック（たとえばリゴラック
１５５７）などの不飽和ポリエステル樹脂がいずれも好
適に用いられる。またェポキシ樹脂としては、たとえば
ビスフェノール系ェポキシ樹脂であるェピコート８２８
，１００４（以上、シェル化学社製）、ノボラック型ェ
ポキシ樹脂であるＤＥＮ４斑（ダウケミカル社製）また
は環状脂肪族系ェポキシ樹脂であるＯＹ−１７５（チバ
社製）などが用いられる。これら樹脂と共に用いられる
硬化剤としては、たとえばジアミノジフェニルスルホン
などの芳香族アミンやペンゾィルパーオキサィドなどの
過酸化物、さらに酸無水物や潜在性硬化剤などが用いら
れる。
これら各組成物を配合してえられた樹脂液は前述のごと
く、あらかじめ一方向ロービング朱子織布目体に含浸せ
しめてもよいが、該織布を積層してえた積層体に含浸せ
しめてもよく、このぱあし、にはとくに低粘度樹脂が好
適に用いられる。
く、あらかじめ一方向ロービング朱子織布目体に含浸せ
しめてもよいが、該織布を積層してえた積層体に含浸せ
しめてもよく、このぱあし、にはとくに低粘度樹脂が好
適に用いられる。
また含浸にあたっては、一方向ロービング朱子織布１０
の重量％に対して樹脂が２５〜４５重量％付着するよう
に含浸せしめるのが好ましく、かかる範囲よりも小なら
しめるときは接着力に劣り、えられた積層体の剥離など
が生じ、またかかる範囲よりも大ならしめるときは積層
板としての複合効果が充分でなく強化効果が小さくなり
、いずれも好ましくない。さらに樹脂を合浸してえた積
層体の加熱加圧条件としては、用いられる樹脂の種類や
含浸の度合、さらに該積層体の厚さにより適宜決定され
るが、通常ポリエステル樹脂で１００００、ェポキシ樹
脂で１５０００の温度で、５０ｋ９／ｃ治程度の圧力で
加熱加圧される。
の重量％に対して樹脂が２５〜４５重量％付着するよう
に含浸せしめるのが好ましく、かかる範囲よりも小なら
しめるときは接着力に劣り、えられた積層体の剥離など
が生じ、またかかる範囲よりも大ならしめるときは積層
板としての複合効果が充分でなく強化効果が小さくなり
、いずれも好ましくない。さらに樹脂を合浸してえた積
層体の加熱加圧条件としては、用いられる樹脂の種類や
含浸の度合、さらに該積層体の厚さにより適宜決定され
るが、通常ポリエステル樹脂で１００００、ェポキシ樹
脂で１５０００の温度で、５０ｋ９／ｃ治程度の圧力で
加熱加圧される。
つぎに実施例をあげて本発明の方法を説明する。
実施例 １
不飽和ポリエステル樹脂であるリゴラック１５５７の１
０戊郭（重量部、以下同様）に対してペンゾイルパーオ
キサィド２部を添加して樹脂液を調製した。
０戊郭（重量部、以下同様）に対してペンゾイルパーオ
キサィド２部を添加して樹脂液を調製した。
あらかじめ外径９０仇肌、内径１０仇吻の円盤状となり
、かつ縦糸がその半径方向となるように扇形に裁断され
た厚さ０．２２肋の一方向ロービング朱子織布８枚に前
記樹脂液を繊維１００％（重量％、以下同様）に対して
樹脂量が４０％となるように含浸させた。ついで扇状の
一方向ロービング朱子織布を円形状に配列し、さらに同
様にしてえられた円盤を１１枚積層して、圧力５０ｋ９
／地、温度８０００で３０分、さらに温度１００００で
２時間加熱加圧して、ロータ材をえた。しかしてえられ
たロータ材は、その高速回転時における遠心力に対する
引張強さや自重に対する曲げ強さ、さらにせん断力にす
ぐれていた。
、かつ縦糸がその半径方向となるように扇形に裁断され
た厚さ０．２２肋の一方向ロービング朱子織布８枚に前
記樹脂液を繊維１００％（重量％、以下同様）に対して
樹脂量が４０％となるように含浸させた。ついで扇状の
一方向ロービング朱子織布を円形状に配列し、さらに同
様にしてえられた円盤を１１枚積層して、圧力５０ｋ９
／地、温度８０００で３０分、さらに温度１００００で
２時間加熱加圧して、ロータ材をえた。しかしてえられ
たロータ材は、その高速回転時における遠心力に対する
引張強さや自重に対する曲げ強さ、さらにせん断力にす
ぐれていた。
実施例 ２ビスフェノール系ェポキシ樹脂であるェピコ
ート８２８の１０傍鞠こ対してジアミノジフェニルスル
ホン２７部を溶解して樹脂液を調製した。
ート８２８の１０傍鞠こ対してジアミノジフェニルスル
ホン２７部を溶解して樹脂液を調製した。
あらかじめ一方向ロービング朱子織布を縦糸が長さ方向
になるように短冊状（９０、批肋×１００側）に裁断し
て、これに実施例１と同様にして前記樹脂液を含浸させ
た。かかる短冊状の織布１１枚を円盤状となるようにそ
の方向を順次変えながら積層し、ついで圧力５０ｋ９／
ｃ虎、温度１５０００で４時間加熱加圧して、その中心
部の厚さ約３帆のロータ材をえた。しかしてえられたロ
ータ材は、その高速回転時における遠心力に対する引張
強さや自重に対する曲げ張さ、さらにせん断力にすぐれ
ていた。
になるように短冊状（９０、批肋×１００側）に裁断し
て、これに実施例１と同様にして前記樹脂液を含浸させ
た。かかる短冊状の織布１１枚を円盤状となるようにそ
の方向を順次変えながら積層し、ついで圧力５０ｋ９／
ｃ虎、温度１５０００で４時間加熱加圧して、その中心
部の厚さ約３帆のロータ材をえた。しかしてえられたロ
ータ材は、その高速回転時における遠心力に対する引張
強さや自重に対する曲げ張さ、さらにせん断力にすぐれ
ていた。
第１図ａおよびｂは本発明の方法における扇状および短
冊状の一方向ロービング朱子織布の配列を示す概略平面
図、第２図は該一方向ロービング朱子織布の拡大概略平
面図である。 （図面の符号） １・・・・・・裁断片、２・・・・・
・縦糸、３・・・・・・横糸。 第１図 第２図
冊状の一方向ロービング朱子織布の配列を示す概略平面
図、第２図は該一方向ロービング朱子織布の拡大概略平
面図である。 （図面の符号） １・・・・・・裁断片、２・・・・・
・縦糸、３・・・・・・横糸。 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一方向ロービング朱子織布の裁断片を円形状に配列
し、かつ積層することを特徴とする繊維強化プラスチツ
ク高速回転体の製造方法。 ２ 一方向ロービング朱子織布が、横糸と縦糸の打込比
が１：１．１〜３の織布である特許請求の範囲第１項記
載の方法。 ３ 横糸および縦糸が、ガラス繊維、炭素繊維およびア
ラミド繊維からなる群より選ばれた１種である特許請求
の範囲第２項記載の方法。 ４ 裁断片が扇状または短冊状である特許請求の範囲第
１項記載の方法。 ５ 裁断片を縦糸が半径方向となるように円形状に配列
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法
。 ６ 一方向ロービング朱子織布に樹脂を含浸することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 樹脂が、低粘度で含浸可能な熱硬化性樹脂またはＢ
ステージ化が可能な熱硬化性樹脂である特許請求の範囲
第６項記載の方法。 ８ 熱硬化性樹脂が、ポリエステル樹脂またはエポキシ
樹脂である特許請求の範囲第７項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52120643A JPS6029629B2 (ja) | 1977-10-06 | 1977-10-06 | 繊維強化プラスチツク高速回転体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52120643A JPS6029629B2 (ja) | 1977-10-06 | 1977-10-06 | 繊維強化プラスチツク高速回転体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5454177A JPS5454177A (en) | 1979-04-28 |
| JPS6029629B2 true JPS6029629B2 (ja) | 1985-07-11 |
Family
ID=14791292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52120643A Expired JPS6029629B2 (ja) | 1977-10-06 | 1977-10-06 | 繊維強化プラスチツク高速回転体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029629B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150047458A1 (en) * | 2011-10-25 | 2015-02-19 | European Aeronautic Defence And Space Company Eads France | Inertia wheel architecture for storing energy |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5655247A (en) * | 1979-10-12 | 1981-05-15 | Dainippon Ink & Chemicals | Manufacture of carbon fiber reinforcing plastic |
-
1977
- 1977-10-06 JP JP52120643A patent/JPS6029629B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150047458A1 (en) * | 2011-10-25 | 2015-02-19 | European Aeronautic Defence And Space Company Eads France | Inertia wheel architecture for storing energy |
| JP2015505937A (ja) * | 2011-10-25 | 2015-02-26 | ユーロピアン エアロノティック ディフェンス アンド スペース カンパニー イーズ フランスＥｕｒｏｐｅａｎ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃ Ｄｅｆｅｎｃｅ Ａｎｄ Ｓｐａｃｅ Ｃｏｍｐａｎｙ − Ｅａｄｓ Ｆｒａｎｃｅ | エネルギー貯蔵のための慣性ホイールアーキテクチャ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5454177A (en) | 1979-04-28 |
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