JPS62140836A - ガラス繊維強化積層板 - Google Patents

ガラス繊維強化積層板

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JPS62140836A
JPS62140836A JP28267085A JP28267085A JPS62140836A JP S62140836 A JPS62140836 A JP S62140836A JP 28267085 A JP28267085 A JP 28267085A JP 28267085 A JP28267085 A JP 28267085A JP S62140836 A JPS62140836 A JP S62140836A
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JP
Japan
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glass
fiber reinforced
glass fiber
laminate
glass cloth
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JP28267085A
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JPH0426302B2 (ja
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永井 又男
慶滋 福士
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はガラス繊維強化積層板に関するものである。
〔発明の背景〕
従来の、ガラス繊維強化プラスチックス(以下。
GFRPと称す)積層板の超電導マグネットコイルの絶
縁スペーサとして、平織ガラスクロス積層板VL−E2
00(■日立化成の商品名)の使用例がある。しかし超
電導マグネットコイルが大形化されるに伴い、使用され
る積層板に対する電磁力による圧縮応力などの機械的応
力が大きくなるので、/機械的特性のよいガラス繊維強
化積層板の開発が望まれている。なお、ガラス繊維強化
積層板には上述の他に市販品として米国5PAULDI
NG社のG−1OCR,G−11CRおよび有沢製作所
のEL−BS等がある。
第7図にはこの種の積層板が絶縁スペーサとして使用さ
れる超電導マグネットコイルの従来例が示されている。
同図に示されているように超電導マグネットコイル1は
、銅ベースに超電導線を埋設した導体1aをレヤー絶縁
2を施し乍ら円形状に巻いた単位パンケーキコイル3で
構成される。
そしてこの単位パンケーキコイル3はその間に電気絶縁
と図中矢印表示の液体ヘリウムの流通路4とを形成する
ための絶縁スペーサ5を施し乍ら所定数巻回され所定数
巻回されたらその両側に大地間絶縁を目的とした内張絶
縁6が施され次いでコイルサポートリング7を介してS
US製のコイル枠8内に収納される。
このように構成された超電導マグネットコイル1は通常
の常電導コイルと異なり、冷媒に液体ヘリウムが用いら
れ極低温(4,2K)下で使用される。そして高電流密
度の超電導マグネットコイル1の励磁時には電磁応力に
よってマグネットコイル1の軸方向には強大な圧縮応力
が働くが、絶縁スペーサ5にも同様な圧縮応力が加わる
。従って絶縁スペーサ5の面垂直方向の圧縮強さは絶縁
スペーサ5の最も重要な特性である。圧縮強さが大きい
ほどマグネットコイル1を支持する絶縁スペーサ5の面
積が小さくて済み、冷却のための液体ヘリウムの流通路
4が大きく確保できるので、冷却性能が向上する。また
、組み立てられたマグネットコイル1は事故時の解体が
非常に困難なので、絶縁スペーサ5の高信頼化が必要で
ある。絶縁スペーサ5の圧縮強度が不足すると電磁応力
による強大な圧縮応力に耐えられなくなる。このような
状態になると破壊が次々と進展し、遂には絶縁破壊(マ
グネットコイル1間短絡)1機械的破壊に及びマグネッ
トの長期稼動停止に至るようになる。
この絶縁スペーサとして使用されるガラス繊維強化積層
板の従来例が第8図に示されている。この積層板9は第
9図にも示されているように平織ガラスクロス10をそ
の縦糸11.横糸12の方向に夫々同じに揃えて平行に
積層し、形成されたものである。すなわちレジンが含浸
されてプリプレグ状にされた平織ガラスクロス10がそ
の硝子ガラス糸の方向を同じに複数枚積層され、これら
全体が加圧・加熱・硬化して形成されたものである。従
ってこのようにして形成された積層板9のガラス糸は第
10図に示されているように、その縦糸11と横糸12
とが直交するように構成されている。
このように構成された積層板が第11図に示されている
ように面に垂直方向の圧縮応力σを受けると、積層板に
含浸されているレジンが図中矢印表示の横方向X、縦方
向yに広がろうとするが、これはガラス繊維強化材であ
る縦糸11および横糸12で押えられる。すなわち横方
向Xに広がろうとするのは縦糸11で、横方向yに広が
ろうとするのは横糸12で押えられる。しかし乍ら縦糸
11および横糸12に対し45度の方向2、すなわち横
、縦方向x、yに対し45度の方向2にレジンが広がろ
うとすると、この45度の方向2にはレジンの広がりを
押えるガラス糸がないので。
2方向にレジンが広がり、2方向に圧縮破壊が生じる。
このことはこの積層根分引張方向による引張強さを検討
した結果が示されている第12図からも明らかである。
同図は縦軸に引張強さをとり、横軸に引張方向、すなわ
ち上述の横方向X、縦方向y、これらに対し45度の方
向2をとって、X。
yおよび2方向に引張った場合の引張強さの変化を示し
たものである。同図から明らかなように2方向の引張強
さはx、y方向のそれに比べて小さく、X、y方向の引
張強さの約1/3であった。
〔発明の目的〕
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり。
面垂直方向の圧縮強さの向上を可能としたガラス繊維強
化積層板を提供することを目的とするものである。
〔発明の概要〕
すなわち本発明は少なくとも一方向のガラス糸を有し、
かつレジンが含浸されてプリプレグ状にされたガラスク
ロスが複数枚積層され、これら全体が加圧・加熱・硬化
してなるガラス繊維強化積層板において、前記ガラスク
ロスのガラス糸が。
少なくとも隣接しているガラスクロス間では異なる角度
を有するように積層されたものであることを特徴とする
ものであり、これによって積層板は、積層板に含浸され
ているレジンがどの方向に広がろうとしてもその広がり
を押えるガラス糸が存在するように形成される。
〔発明の実施例〕
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
1図および第2図には本発明の一実施例が示されている
。なお従来と同じ部品には同じ符号を付したので説明を
省略する0本実施例では平織ガラスクロス1oのガラス
糸(縦糸11.横糸12)を、少なくとも隣接している
平織ガラスクロス10間では異なる角度を有するように
積層した6そして隣接している平織ガラスクロス10間
の角度を45度にした。このようにすることにより積層
板9aは積層された平織ガラスクロス1゜の縦糸11.
横糸12が、少なくとも隣接している平織ガラスクロス
10間では45度の角度を有するようになって、面垂直
方向の圧縮応力を受けた場合に縦、横およびこれらに対
して45度の方向にレジンが広がろうとしてもその広が
りを押えるガラス糸(縦糸11または横糸12)が存在
するようになり、面垂直方向の圧縮強さの向上を可能と
したガラス繊維強化積層板9aを得ることができる。
すなわち本実施例はガラスクロスに直交した縦糸11.
横糸12を有する平織ガラスクロス10を使用して積層
板9aを形成した場合であるが。
この平織ガラスクロス1oのガラス糸(縦糸11゜横糸
12)が隣接している平織ガラスクロス10間では45
度の角度を有するように積層した。このようにして形成
した積層板9aは第3図にも示されているように面垂直
方向の圧縮応力を受けても縦、横およびこれらに対して
45度の方向(z)に、これらの方向と直交する縦糸1
1または横糸12が配置されるようになって、これらの
方向へのレジンの広がりが押えられるようになり、積層
板9aの面垂直方向の圧縮強さを向上することができる
第4図および第5図には本発明の他の実施例が示されて
いる0本実施例はガラスクロスが、一方向織された一方
向織ガラスクロス13の場合である。この場合にも一方
向織ガラスクロス13をその一方向ガラス糸14、すな
わちガラス繊維の密なる方向が少なくとも隣接している
ガラスクロス13間で45度の角度を有するように積層
した。
このようにして形成された積層板9bは、一方向織ガラ
スクロス13の一方向ガラス糸14が隣接している一方
向織ガラスクロス13間では45度の角度を有するよう
になって、前述の場合と同様な作用効果を奏することが
できる。
以上の実施例について面垂直方向圧縮強さを測定したが
、その検討結果を次に述べる。
厚さ0.25m、大きさ150na角に切断した市販の
平織ガラスクロスにエポキシレジンを塗布してプリプレ
グ状にし、これを上述の第9図に示されているようにそ
のガラス−糸の方向を同じに揃えて13枚積層し、0.
2kg/cdの成形圧力を加えて130℃15時間硬化
し、厚さ3mの積層板(第8図参照)を作り、これを従
来例Cとした。
従来例のそれと同じ平織ガラスクロスにエポキシレジン
を塗布してプリプレグ状にし、これを上述の第1図に示
されているように、そのガラス糸(縦糸、横糸)が少な
くとも隣接しているガラスクロス間では45度の角度を
有するようにして13枚積層し、同様に0.2kg/a
1の成形圧力を加えて130’C15時間硬化し、厚さ
3nmの積層板(第2図参照)を作り、これを実施例A
とした。
厚さ0.25mm、大きさ150m角に切断した市販の
一方向織ガラスクロスにエポキシレジンを塗布してプリ
プレグ状にし、これを上述の第4図に示されているよう
にその一方向ガラス(繊維の密なる方向)が少なくとも
隣接しているガラスクロス間では45度を有するように
して13枚積層し、同様に0.2kg/cdの成形腕カ
を加えて130℃15時間硬化し、厚さ3mの積層板(
第5図参照)を作り、これを実施例Bとした。
これら従来例C2実施例A、Bがら夫々10nm角の大
きさに採取したものを試験片とし、これらの試験片につ
いて77K(−196℃)における面垂直方向の圧縮強
さを、プレス機を用い、2m/分のヘッドスピードで測
定した。
測定結果を第6図に示したが、同図は縦軸に゛面垂直方
向圧縮強さをとり、横軸に従来例C9実施例A、Bの積
層板をとって、夫々の積層板による面垂直方向圧縮強さ
の変化特性を示したものである。同図から明らかなよう
に実施例A、Bの圧縮強さは従来例Cの圧縮強さよりも
大きく、実施例Aの圧縮強さが115kg/mnfと従
来例Cに比べて約1.4倍となり、実施例Bは1401
qc/mmと従来例Cの約1.7倍となった。このよう
に実施例A、Bの圧縮強さが従来例Cのそれよりも大き
くなったのは、上述のようにガラスクロスを、そのガラ
ス糸が隣接しているガラスクロス間で45度の角度を有
するように積層したためで、面垂直方向の圧縮応力に対
しガラスクロスに均浸しであるレジンが広がろうとする
方向に1強化材であるガラス糸が直角に介在するように
なるからである。
なお以上、各実施例ではガラスクロスをそのガラス糸が
少なくとも隣接するガラスクロス間で45度の角度を有
するように積層した場合につぃて説明したが、これのみ
に限るものではなく、45度以外に種々その角度を変え
るようにしてもよい。
なおまた、本実施例では平織ガラスクロス、一方向織ガ
ラスクロスを夫々別個に使用するようにしたが、平織ガ
ラスクロスと一方向織ガラスクロスとを組み合わせて使
用するようにしてもよい。
〔発明の効果〕
上述のように本発明はガラス繊維強化積層板の面垂直方
向の圧縮強さが向上するようになって、面垂直方向の圧
縮強さの向上を可能としたガラス繊維強化積層板を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のガラス繊維強化積層板の一実施例の平
織ガラスクロスの積層状態を示す斜視図、第2図は同じ
く一実施例の斜視図、第3図は同じく一実施例のガラス
糸の配置状態を示す平面図、第4図は本発明のガラス繊
維強化積層板の他の実施例の一方向織ガラスクロスの積
層状態を示す斜視図、第5図は同じく他の実施例の斜視
図、第6図は本実施例の積層板と従来例の積層板との面
垂直方向圧縮強さの特性図、第7図は従来のガラス繊維
強化積層板による超電導マグネットコイル要部の斜視図
、第8図は従来のガラス繊維強化積層板の斜視図、第9
図は従来のガラス繊維強化積層板の平織ガラスクロスの
積層状態を示す斜視図。 第10図は従来のガラス繊維強化積層板のガラス糸の配
置状態を示す平面図、第11図は従来のガラス繊維強化
積層板に面垂直方向の圧縮応力をかけた場合の状態を示
す斜視図、第12図は従来のガラス繊維強化積層板の引
張方向による引張強さの特性図である。 1・・・超電導マグネットコイル  1a・・・導体3
・・・単位パンケーキコイル 5川絶縁スペーサ9 a
、9 b・・・ガラス繊維強化積層板10・・・平織ガ
ラスクロス 11・・・縦糸(ガラス糸) 12・・・横糸(ガラス糸) 13・・・一方向織ガラスクロス 14・・・一方向ガラス糸(ガラス糸)第6図 第8図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも一方向のガラス糸を有し、かつレジン
    が含浸されてプリプレグ状にされたガラスクロスが複数
    枚積層され、これら全体が加圧・加熱・硬化してなるガ
    ラス繊維強化積層板において、前記ガラスクロスのガラ
    ス糸が、少なくとも隣接しているガラスクロス間では異
    なる角度を有するように積層されたものであることを特
    徴とするガラス繊維強化積層板
  2. (2)前記隣接しているガラスクロス間の角度が45度
    である特許請求の範囲第1項記載のガラス繊維強化積層
  3. (3)前記ガラスクロスが、平織された平織ガラスクロ
    スである特許請求の範囲第1項記載のガラス繊維強化積
    層板
  4. (4)前記ガラスクロスが、一方向織された一方向織ガ
    ラスクロスである特許請求の範囲第1項記載のガラス繊
    維積層板
JP28267085A 1985-12-16 1985-12-16 ガラス繊維強化積層板 Granted JPS62140836A (ja)

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JPH0426302B2 JPH0426302B2 (ja) 1992-05-07

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56162642A (en) * 1980-05-21 1981-12-14 Toray Industries Two-layer preimpregnated sheet
JPS5874347A (ja) * 1981-10-29 1983-05-04 三菱レイヨン株式会社 プリプレグ
JPS5921001U (ja) * 1982-07-30 1984-02-08 株式会社東芝 蒸気タ−ビンの羽根シユラウド
JPS60178122U (ja) * 1984-05-07 1985-11-26 三菱レイヨン株式会社 プリプレグシ−ト

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