JP2003064199A - Prepreg and tubular body made of fiber-reinforced composite material - Google Patents

Prepreg and tubular body made of fiber-reinforced composite material

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JP2003064199A
JP2003064199A JP2001257398A JP2001257398A JP2003064199A JP 2003064199 A JP2003064199 A JP 2003064199A JP 2001257398 A JP2001257398 A JP 2001257398A JP 2001257398 A JP2001257398 A JP 2001257398A JP 2003064199 A JP2003064199 A JP 2003064199A
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JP
Japan
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prepreg
epoxy resin
fiber
tubular body
composite material
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Application number
JP2001257398A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Okita
英樹 沖田
Hajime Kishi
肇 岸
Shunsaku Noda
俊作 野田
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a prepreg for providing a tubular body made of a light- weight fiber-reinforced composite material having excellent strength characteristics such as torsional strength and rigidity, and further to provide the tubular body made of the fiber-reinforced composite material. SOLUTION: This prepreg comprises the following constitutional elements (A), (B) and (C) regulated so that the content of a bifunctional epoxy resin in 100 wt.% constitutional element (B) will be 75-100 wt.%: (A) a carbon fiber having 1.00-1.10 ratio of surface area measured by an interatomic force microscope, and 330 GPa-1,000 GPa tensile modulus; (B) the epoxy resin; (C) a curing agent. The tubular body made of the fiber-reinforced composite material includes a layer obtained by heating and hardening the prepreg.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スポーツ用途、航
空宇宙用途、一般産業用途に適した繊維強化複合材料を
製造するための中間基材であるプリプレグ、およびこれ
を加熱硬化して得られる繊維強化複合材料製管状体に関
するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a prepreg which is an intermediate base material for producing a fiber-reinforced composite material suitable for sports applications, aerospace applications, and general industrial applications, and fibers obtained by heat-curing the prepreg. The present invention relates to a tubular body made of a reinforced composite material.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭素繊維とマトリックス樹脂とからなる
繊維強化複合材料は、特にその機械強度特性が優れてい
るために、スポーツ用途をはじめ、航空宇宙用途、一般
産業用途に広く用いられている。特にスポーツ用途で
は、ゴルフクラブ用シャフト、釣り竿、テニスやバトミ
ントンなどのラケット、ホッケーなどのスティックなど
を重要な用途として挙げることができる。
2. Description of the Related Art A fiber-reinforced composite material composed of carbon fiber and a matrix resin is widely used for sports applications, aerospace applications, and general industrial applications because of its excellent mechanical strength characteristics. Particularly in sports applications, shafts for golf clubs, fishing rods, rackets such as tennis and badminton, and sticks such as hockey can be mentioned as important applications.

【0003】繊維強化複合材料の製造には、各種の方式
が用いられるが、炭素繊維にマトリックス樹脂を含浸さ
せたシート状中間基材であるプリプレグを用いる方法が
広く用いられている。この方法ではプリプレグを複数枚
積層した後、加熱することによって繊維強化複合材料製
管状体が得られる。
Various methods are used for producing a fiber-reinforced composite material, and a method using a prepreg which is a sheet-shaped intermediate base material in which carbon fibers are impregnated with a matrix resin is widely used. In this method, a fiber-reinforced composite tubular body is obtained by laminating a plurality of prepregs and then heating them.

【0004】スポーツ用の繊維強化複合材料管状体すな
わち、ゴルフクラブ用シャフト、釣り竿などは、軽量化
が特に要求される分野である。繊維強化複合材料を軽量
化させる場合、その剛性を適正なものとするためには、
強化繊維として高弾性率のものを適用することが有効で
あるが、特に引張弾性率が330GPa以上であるよう
な高弾性率の強化繊維を適用しようとすると、管状体の
ねじり強さなどの強度が不足する場合がある。
Fiber reinforced composite material tubular bodies for sports, that is, golf club shafts, fishing rods, and the like, are fields in which weight reduction is particularly required. When reducing the weight of a fiber-reinforced composite material, in order to make its rigidity appropriate,
It is effective to apply a reinforcing fiber having a high elastic modulus, but particularly when an attempt is made to apply a reinforcing fiber having a high elastic modulus such that the tensile elastic modulus is 330 GPa or more, the strength such as the torsional strength of the tubular body is increased. May run short.

【0005】これまでにも、特開2000−51411
号公報、国際公開公報WO99/119407号、国際
公開公報WO00/44017号などに開示されるよう
に、特定組成のエポキシ樹脂組成物を適用することなど
で管状体の強度を向上させる手法が提案されているが、
特に引張弾性率が330GPa以上の高弾性率の強化繊
維を適用する場合の強度不足を解決するためには、その
効果はまだ充分とは言えなかった。
In the past, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-51411 has been used.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. WO99 / 119407, International Publication No. WO00 / 44017, and the like, a method of improving the strength of a tubular body by applying an epoxy resin composition having a specific composition has been proposed. However,
Especially, in order to solve the lack of strength in the case of applying a reinforcing fiber having a high elastic modulus with a tensile elastic modulus of 330 GPa or more, the effect was not yet sufficient.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る従来技術の持つ課題を解決し、優れた強度特性を有す
る繊維強化複合材料が得られ、さらにその取り扱い性に
も優れたプリプレグ、およびかかるプリプレグを用いて
得られる繊維強化複合材料製管状体を提供せんとするも
のである。
The object of the present invention is to solve the problems of the prior art, to obtain a fiber reinforced composite material having excellent strength characteristics, and to further improve the handling property of the prepreg, and The present invention provides a tubular body made of a fiber-reinforced composite material obtained by using such a prepreg.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次の構成を有する。即ち、次の構成要素
(A)、(B)、(C)を含んでなり、かつ構成要素
(B)100重量%中、2官能性エポキシ樹脂が75〜
100重量%含まれてなるプリプレグである。 (A)原子間力顕微鏡により測定される表面積比が1.
00〜1.10であり、かつ引張弾性率が330GPa
〜1000GPaである炭素繊維 (B)エポキシ樹脂 (C)硬化剤 さらに、上記プリプレグが加熱硬化されてなる層が含ま
れてなる繊維強化複合材料製管状体である。
In order to achieve the above object, the present invention has the following constitution. That is, the composition contains the following constituents (A), (B), and (C), and in 100% by weight of constituent (B), the difunctional epoxy resin is 75 to
This is a prepreg containing 100% by weight. (A) The surface area ratio measured by an atomic force microscope is 1.
00 to 1.10 and a tensile elastic modulus of 330 GPa
A carbon fiber (B) epoxy resin (C) curing agent of up to 1000 GPa, and a fiber-reinforced composite material tubular body including a layer formed by heating and curing the prepreg.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.

【0009】本発明に構成要素(A)として用いる炭素
繊維としては、例えば、アクリル系、ピッチ系、レーヨ
ン系等の炭素繊維が挙げられる。中でも、引張強度の高
いアクリル系が好ましい。炭素繊維の形態としては、有
撚糸、解撚糸、無撚糸などが使用できるが、無撚糸又は
解撚糸が、複合材料の成形性と強度特性のバランスを考
慮すると好ましく、さらに、プリプレグ表面同士の接着
性などの取り扱い性の面からは無撚り糸が好ましい。ま
た、本発明における炭素繊維には、黒鉛繊維も含むこと
ができる。
Examples of the carbon fiber used as the constituent element (A) in the present invention include acrylic, pitch and rayon carbon fibers. Of these, acrylic resins having high tensile strength are preferable. As the form of the carbon fiber, twisted yarn, untwisted yarn, untwisted yarn, etc. can be used, but untwisted yarn or untwisted yarn is preferable in consideration of the balance between the moldability and strength characteristics of the composite material, and further the adhesion of the prepreg surfaces to each other. Untwisted yarns are preferable from the viewpoint of handleability such as property. Further, the carbon fiber in the present invention may also include graphite fiber.

【0010】本発明における炭素繊維としては、ゴルフ
クラブ用シャフト、釣り竿などのスポーツ用品に、材料
を少量使用しただけで充分な剛性を発現させ得るよう
に、引張弾性率の高い炭素繊維を用いることが必要であ
り、このような炭素繊維の引張弾性率は330〜100
0GPaであることが必要で、350〜800GPaで
あることが好ましい。引張弾性率が330GPa未満で
あると材料に充分な剛性を発現させることが困難なので
好ましくない。1000GPaを越えると炭素繊維の強
度が不足するので好ましくない。
As the carbon fiber in the present invention, a carbon fiber having a high tensile elastic modulus is used so that a sports article such as a golf club shaft or a fishing rod can exhibit sufficient rigidity by using a small amount of the material. The tensile modulus of elasticity of such a carbon fiber is 330 to 100.
It is necessary to be 0 GPa, and preferably 350 to 800 GPa. If the tensile modulus is less than 330 GPa, it is difficult to develop sufficient rigidity in the material, which is not preferable. If it exceeds 1000 GPa, the strength of the carbon fiber becomes insufficient, which is not preferable.

【0011】本発明における構成要素(A)の炭素繊維
は、原子間力顕微鏡を用いて後述する方法により測定さ
れる表面積比が 1.00〜1.10であることが必要
で、1.00〜1.05であればより好ましい。かかる
表面積比は炭素繊維の表面の実表面積と投影面積との比
で、表面の粗さの度合いを表しており、表面積比が1に
近づくほど平滑であることを示している。従来、炭素繊
維が平滑であると、マトリックス樹脂と炭素繊維表面の
接着性が低下し、得られる繊維強化複合材料の強度が低
下すると考えられてきたが、本発明者らは鋭意検討の結
果、引張弾性率が330GPa以上の高弾性率タイプの
炭素繊維の場合には、意外にも炭素繊維の表面が平滑で
あるほうが繊維強化複合材料製管状体の強度が向上する
ことを見出し、本発明に至ったものである。表面積比は
炭素繊維表面に凹凸が全くない場合に1.00であり、
表面積比が1.10を越えると管状体の強度向上効果が
充分でなく好ましくない。
The carbon fiber as the constituent element (A) in the present invention is required to have a surface area ratio of 1.00 to 1.10 measured by an atomic force microscope by a method described later, and 1.00. It is more preferable if it is up to 1.05. The surface area ratio is the ratio of the actual surface area of the carbon fiber surface to the projected area and represents the degree of surface roughness. The closer the surface area ratio is to 1, the smoother the surface area is. Conventionally, when the carbon fiber is smooth, it has been considered that the adhesiveness between the matrix resin and the surface of the carbon fiber is reduced, and the strength of the resulting fiber-reinforced composite material is reduced, but as a result of intensive studies by the present inventors, In the case of a high elastic modulus type carbon fiber having a tensile elastic modulus of 330 GPa or more, it was surprisingly found that the smoother surface of the carbon fiber improves the strength of the tubular body made of the fiber reinforced composite material, and thus the present invention is realized. It has come. The surface area ratio is 1.00 when the carbon fiber surface has no irregularities,
If the surface area ratio exceeds 1.10, the effect of improving the strength of the tubular body is not sufficient, which is not preferable.

【0012】本発明に好適に用いることができるアクリ
ル系炭素繊維は、例えば以下に述べる工程を経て製造す
ることができる。
The acrylic carbon fiber that can be preferably used in the present invention can be manufactured, for example, through the steps described below.

【0013】アクリロニトリルを主成分とするモノマー
から得られるポリアクリロニトリルから成る紡糸原液
を、湿式紡糸法、乾湿式紡糸法、乾式紡糸法、又は溶融
紡糸法により紡糸する。紡糸後の凝固糸を、水洗、延
伸、乾燥及び油剤付与などの製糸工程を経てアクリル系
プリカーサーを製造し、得られたアクリル系プリカーサ
ーから耐炎化、炭化などの工程を経てアクリル系炭素繊
維を得ることができる。
A spinning dope containing polyacrylonitrile obtained from a monomer containing acrylonitrile as a main component is spun by a wet spinning method, a dry-wet spinning method, a dry spinning method, or a melt spinning method. The coagulated yarn after spinning is washed with water, drawn, dried, and subjected to a yarn-forming process such as application of an oil agent to produce an acrylic precursor, and the obtained acrylic precursor is subjected to flame resistance and carbonization to obtain an acrylic carbon fiber. be able to.

【0014】ここで、紡糸方法としては湿式紡糸法また
は乾湿式紡糸法が好ましく採用でき、炭素繊維の表面が
平滑な炭素繊維を得やすい点で乾湿式紡糸法がより好ま
しい。
Here, as the spinning method, a wet spinning method or a dry wet spinning method can be preferably adopted, and a dry wet spinning method is more preferable because it is easy to obtain a carbon fiber having a smooth carbon fiber surface.

【0015】また、湿式紡糸法または乾湿式紡糸法にお
いて、紡糸後の凝固過程における凝固速度、凝固糸の延
伸倍率などを適宜適正化することによっても、得られる
炭素繊維の表面の粗さを制御することが可能であるので
好ましい。
In the wet spinning method or the dry-wet spinning method, the surface roughness of the obtained carbon fiber can be controlled by appropriately optimizing the coagulation rate in the coagulation process after spinning and the draw ratio of the coagulated fiber. It is possible to do so, which is preferable.

【0016】また、本発明においては、構成要素(A)
の炭素繊維と共に、強化繊維としてガラス繊維、アラミ
ド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維な
どを組み合わせて用いることができる。これらの繊維を
2種以上混合して用いることもできる。
Further, in the present invention, the component (A)
In addition to the carbon fiber, the reinforcing fiber such as glass fiber, aramid fiber, boron fiber, alumina fiber and silicon carbide fiber can be used in combination. Two or more kinds of these fibers may be mixed and used.

【0017】本発明において、炭素繊維の形態として
は、繊維方向が一方向に引き揃えられたものや、織物が
使用できる。織物は、平織り、朱子織りなどいずれでも
良い。
In the present invention, as the form of the carbon fibers, those in which the fiber directions are aligned in one direction and woven fabrics can be used. The woven fabric may be either plain weave or satin weave.

【0018】繊維強化複合材料の軽量化のためには、プ
リプレグ中の炭素繊維含有率は高いことが好ましく、プ
リプレグ中の炭素繊維含有率は70重量%以上であるこ
とが好ましく、より好ましくは75重量%以上、さらに
好ましくは80重量%以上が良い。
In order to reduce the weight of the fiber-reinforced composite material, the carbon fiber content in the prepreg is preferably high, and the carbon fiber content in the prepreg is preferably 70% by weight or more, more preferably 75%. It is preferable that the content is at least wt%, more preferably at least 80 wt%.

【0019】本発明における構成要素(B)のエポキシ
樹脂としては、構成要素(B)100重量%中に、2官
能性エポキシ樹脂を75〜100重量%含ませること
で、加熱硬化して得られる樹脂硬化物(以下、樹脂硬化
物という)が十分な引張破断伸度、靭性、塑性変形能力
を発現し、上記構成要素(A)と組み合わせた繊維強化
複合材料に高度な強度特性を付与することができる。7
5重量%未満では樹脂硬化物が充分な引張破断伸度、靭
性、塑性変形能力を発現しないので好ましくない。
The epoxy resin of the constituent element (B) in the present invention is obtained by heat curing by adding 75 to 100% by weight of a bifunctional epoxy resin to 100% by weight of the constituent element (B). A resin cured product (hereinafter referred to as a resin cured product) exhibits sufficient tensile fracture elongation, toughness and plastic deformation ability, and imparts high strength characteristics to the fiber reinforced composite material combined with the above-mentioned constituent element (A). You can 7
If it is less than 5% by weight, the cured resin does not exhibit sufficient tensile breaking elongation, toughness and plastic deformation ability, which is not preferable.

【0020】2官能性エポキシ樹脂の具体例としては、
ビスフェノールAから得られるビスフェノールA型エポ
キシ樹脂、ビスフェノールFから得られるビスフェノー
ルF型エポキシ樹脂、ビスフェノールSから得られるビ
スフェノールS型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェ
ノールAから得られるテトラブロモビスフェノールA型
エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、レゾ
ルシンジグリシジルエーテル、ヒドロキノンジグリシジ
ルエーテル、4,4'-ジヒドロキシ-3,3',5,5'-テトラメチ
ルビフェニルジグリシジルエーテル、1,6-ジヒドロキシ
ナフタレンのジグリシジルエーテル、9,9-ビス(4-ヒド
ロキシフェニル)フルエオレンのジグリシジルエーテ
ル、ビスフェノールA型エポキシ樹脂のイソシアネート
変性品、ジグリシジルアニリン、フタル酸ジグリシジル
エステル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、ダイマ
ー酸ジグリシジルエステル、分子内に2個の2重結合を
有する化合物を酸化して得られるポリエポキシド等が挙
げられる。
Specific examples of the bifunctional epoxy resin include:
Bisphenol such as bisphenol A type epoxy resin obtained from bisphenol A, bisphenol F type epoxy resin obtained from bisphenol F, bisphenol S type epoxy resin obtained from bisphenol S, and tetrabromobisphenol A type epoxy resin obtained from tetrabromobisphenol A Type epoxy resin, resorcin diglycidyl ether, hydroquinone diglycidyl ether, 4,4'-dihydroxy-3,3 ', 5,5'-tetramethylbiphenyl diglycidyl ether, diglycidyl ether of 1,6-dihydroxynaphthalene, 9 Diglycidyl ether of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, isocyanate modified product of bisphenol A type epoxy resin, diglycidylaniline, diglycidyl phthalate, diterephthalate Glycidyl esters, dimer acid diglycidyl ester, polyepoxides, and obtained by oxidizing a compound having two double bonds in the molecule.

【0021】本発明における2官能性エポキシ樹脂は、
エポキシ当量が好ましくは750以上、より好ましくは
900以上、さらに好ましくは1000以上である2官
能性エポキシ樹脂を2官能性エポキシ樹脂100重量%
中に5〜50重量%含ませることが好ましい。エポキシ
当量が750未満であると樹脂硬化物が充分な引張破断
伸度、靭性、塑性変形能力を発現しないので好ましくな
い。エポキシ当量が750以上の2官能性エポキシ樹脂
を適量含ませることで、樹脂硬化物にさらに高度な靭
性、塑性変形能力を付与し、繊維強化複合材料の強度を
向上させることが可能であるが、その配合比が5重量%
未満であるとその効果は十分でないので好ましくなく、
また50重量%を超えると未硬化の樹脂組成物の粘度が
高くなりすぎ、強化繊維への含浸性や、プリプレグ同士
の接着性、プリプレグの柔軟性などの取り扱い性などを
損なう場合があるので好ましくない。
The difunctional epoxy resin in the present invention is
100% by weight of a bifunctional epoxy resin having an epoxy equivalent of 750 or more, more preferably 900 or more, and further preferably 1000 or more.
It is preferable to contain 5 to 50% by weight. If the epoxy equivalent is less than 750, the cured resin does not exhibit sufficient tensile elongation at break, toughness, and plastic deformability, which is not preferable. By adding an appropriate amount of a bifunctional epoxy resin having an epoxy equivalent of 750 or more, it is possible to impart a higher degree of toughness and plastic deformability to the resin cured product and improve the strength of the fiber-reinforced composite material. The mixing ratio is 5% by weight
If it is less than that, the effect is not sufficient, so it is not preferable,
Further, when it exceeds 50% by weight, the viscosity of the uncured resin composition becomes too high, which may impair the impregnating property into the reinforcing fibers, the adhesiveness between the prepregs, the handling property such as the flexibility of the prepregs, etc. Absent.

【0022】なお、プリプレグにおいてエポキシ当量が
750以上の2官能性エポキシ樹脂がかかる配合比で含
まれていることは、プリプレグからクロロホルムなどの
有機溶剤を用いて未硬化のエポキシ樹脂組成物を抽出
し、抽出された成分についてGPC、逆相クロマトグラ
フィー、赤外線吸光度、1H NMR、13C NMR、
質量分析などの手法を組み合わせて分析を行うことで特
定可能である。
The fact that the prepreg contains the bifunctional epoxy resin having an epoxy equivalent of 750 or more in such a mixing ratio means that the uncured epoxy resin composition is extracted from the prepreg with an organic solvent such as chloroform. , GPC, reverse phase chromatography, infrared absorption, 1 H NMR, 13 C NMR for the extracted components,
It can be specified by performing a combination of methods such as mass spectrometry.

【0023】さらに、本発明における2官能性エポキシ
樹脂中には、ビスフェノールF型エポキシ樹脂を好まし
くは5〜100重量%、より好ましくは20〜90重量
%含ませるとよい。本発明においてビスフェノールF型
エポキシ樹脂を含ませることで、未硬化の樹脂組成物の
粘弾性、樹脂硬化物の引張破断伸度、靭性、塑性変形能
力、弾性率、耐熱性などの特性のバランスの優れたプリ
プレグとすることができるので好ましい。特に、高粘度
となりがちなエポキシ当量が750以上の2官能性エポ
キシ樹脂を含ませる場合、これとビスフェノールF型エ
ポキシ樹脂を組み合わせて含ませることが好ましい。な
お、かかるビスフェノールF型エポキシ樹脂は、エポキ
シ当量が750未満のものでも良いし、ビスフェノール
F型エポキシ樹脂自体がエポキシ当量750以上であっ
ても良い。
Further, the bifunctional epoxy resin in the present invention preferably contains a bisphenol F type epoxy resin in an amount of preferably 5 to 100% by weight, more preferably 20 to 90% by weight. By including the bisphenol F type epoxy resin in the present invention, the balance of properties such as viscoelasticity of the uncured resin composition, tensile fracture elongation of the resin cured product, toughness, plastic deformability, elastic modulus, heat resistance, etc. It is preferable because an excellent prepreg can be obtained. In particular, when a bifunctional epoxy resin having an epoxy equivalent of 750 or more, which tends to have a high viscosity, is contained, it is preferable to combine this with a bisphenol F type epoxy resin. The bisphenol F type epoxy resin may have an epoxy equivalent of less than 750, or the bisphenol F type epoxy resin itself may have an epoxy equivalent of 750 or more.

【0024】本発明のエポキシ樹脂組成物には、得られ
る繊維強化複合材料製管状体の耐熱性の向上等のため、
樹脂硬化物の引張破断伸度、靭性、塑性変形能力を著し
く損なわない程度に、分子内に2個を超えるエポキシ基
を有する多官能エポキシ樹脂を含ませると好ましい。
The epoxy resin composition of the present invention contains, in order to improve the heat resistance of the obtained fiber-reinforced composite tubular body,
It is preferable to include a polyfunctional epoxy resin having two or more epoxy groups in the molecule to the extent that the tensile rupture elongation, toughness and plastic deformability of the cured resin are not significantly impaired.

【0025】多官能エポキシ樹脂としては、トリス(p-
ヒドロキシフェニル)メタンのトリグリシジルエーテ
ル、テトラキス(p-ヒドロキシフェニル)エタンのテト
ラグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエ
ーテル、ペンタエリスリトールのテトラグリシジルエー
テル、フェノールやアルキルフェノール、ハロゲン化フ
ェノール等のフェノール誘導体から得られるノボラック
のグリシジルエステル、テトラグリシジルジアミノジフ
ェニルメタン、テトラグリシジルm-キシリレンジアミ
ン、トリグリシジル-m-アミノフェノール、トリグリシ
ジル-p-アミノフェノール、トリグリシジルイソシアヌ
レート等が挙げられる。
As the polyfunctional epoxy resin, tris (p-
Hydroxyphenyl) methane triglycidyl ether, tetrakis (p-hydroxyphenyl) ethane tetraglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, phenols and alkylphenols, novolaks obtained from phenol derivatives such as halogenated phenols Glycidyl ester, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, tetraglycidyl m-xylylenediamine, triglycidyl-m-aminophenol, triglycidyl-p-aminophenol, triglycidyl isocyanurate and the like.

【0026】本発明における構成要素(C)の硬化剤と
しては、4,4'-ジアミノジフェニルメタン、4,4'-ジアミ
ノジフェニルスルホン、3,3'-ジアミノジフェニルスル
ホン、m-フェニレンジアミン、m-キシリレンジアミンの
ような活性水素を有する芳香族アミン、ジエチレントリ
アミン、トリエチレンテトラミン、イソホロンジアミ
ン、ビス(アミノメチル)ノルボルナン、ビス(4-アミ
ノシクロヘキシル)メタン、ポリエチレンイミンのダイ
マー酸エステルのような活性水素を有する脂肪族アミ
ン、これらの活性水素を有するアミンにエポキシ化合
物、アクリロニトリル、フェノールとホルムアルデヒ
ド、チオ尿素などの化合物を反応させて得られる変性ア
ミン、ジメチルアニリン、ジメチルベンジルアミン、2,
4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールや1−
置換イミダゾールのような活性水素を持たない第三アミ
ン、ジシアンジアミド、テトラメチルグアニジン、ヘキ
サヒドロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水
物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルナジッ
ク酸無水物のようなカルボン酸無水物、アジピン酸ヒド
ラジドやナフタレンジカルボン酸ヒドラジドのようなポ
リカルボン酸ヒドラジド、ノボラック樹脂などのポリフ
ェノール化合物、チオグリコール酸とポリオールのエス
テルのようなポリメルカプタン、三フッ化ホウ素エチル
アミン錯体のようなルイス酸錯体、芳香族スルホニウム
塩などが挙げられる。
As the curing agent for the constituent element (C) in the present invention, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, m-phenylenediamine, m- Active hydrogen such as aromatic amine having active hydrogen such as xylylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, isophoronediamine, bis (aminomethyl) norbornane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, dimer acid ester of polyethyleneimine An aliphatic amine having, an epoxy compound, an acrylonitrile, a phenol and formaldehyde, a modified amine obtained by reacting a compound such as thiourea with an amine having these active hydrogens, dimethylaniline, dimethylbenzylamine, 2,
4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol and 1-
Tertiary amines having no active hydrogen such as substituted imidazole, dicyandiamide, tetramethylguanidine, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, and carvone such as methylnadic anhydride. Acid anhydrides, polycarboxylic acid hydrazides such as adipic acid hydrazide and naphthalene dicarboxylic acid hydrazide, polyphenol compounds such as novolac resins, polymercaptans such as esters of thioglycolic acid and polyols, Lewis such as boron trifluoride ethylamine complex Examples thereof include acid complexes and aromatic sulfonium salts.

【0027】これらの硬化剤には、硬化活性を高めるた
めに適当な硬化助剤を組合わせることができる。好まし
い例としては、ジシアンジアミドに、3-フェニル-1,
1-ジメチル尿素、3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,
1-ジメチル尿素(DCMU)、3-(3−クロロ−4-
メチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、2,4−ビス
(3,3−ジメチルウレイド)トルエンのような尿素誘
導体を硬化助剤として組合わせる例、カルボン酸無水物
やノボラック樹脂に第三アミンを硬化助剤として組合わ
せる例などが挙げられる。
These hardening agents may be combined with a suitable hardening aid to enhance the hardening activity. A preferred example is dicyandiamide containing 3-phenyl-1,
1-dimethylurea, 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,
1-dimethylurea (DCMU), 3- (3-chloro-4-
Examples of combining urea derivatives such as methylphenyl) -1,1-dimethylurea and 2,4-bis (3,3-dimethylureido) toluene as curing aids, carboxylic acid anhydrides and novolac resins with tertiary amines. Examples of combining the above as a curing aid are given.

【0028】本発明においては、前記構成要素(A)、
(B)、(C)の他に、高分子化合物、有機または無機
の粒子などの他成分を含ませることができる。
In the present invention, the above-mentioned component (A),
In addition to (B) and (C), other components such as polymer compounds and organic or inorganic particles can be included.

【0029】かかる高分子化合物としては、熱可塑性樹
脂が好適に用いられる。熱可塑性樹脂を配合することに
より、樹脂の粘度制御やプリプレグの取扱い性制御、あ
るいは接着性改善の効果が増進するので好ましい。
A thermoplastic resin is preferably used as the polymer compound. By blending the thermoplastic resin, the effect of controlling the viscosity of the resin, controlling the handleability of the prepreg, or improving the adhesiveness is enhanced, which is preferable.

【0030】本発明に好適に用いることの出来る熱可塑
性樹脂の例としては、ポリビニルホルマールやポリビニ
ルブチラールなどのポリビニルアセタール樹脂、ポリビ
ニルアルコール、フェノキシ樹脂、アミド結合を有する
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、スル
ホニル基を有する熱可塑性樹脂としては、ポリスルホン
などが挙げられる。ポリアミド、ポリイミド及びポリス
ルホンは主鎖にエーテル結合、カルボニル基などの官能
基を有してもよい。ポリアミドは、アミド基の窒素原子
上に置換基を有してもよい。
Examples of thermoplastic resins which can be preferably used in the present invention include polyvinyl acetal resins such as polyvinyl formal and polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, phenoxy resin, and thermoplastic resins having an amide bond, such as polyamide and polyimide. Examples of the thermoplastic resin having a sulfonyl group include polysulfone. Polyamide, polyimide and polysulfone may have a functional group such as an ether bond or a carbonyl group in the main chain. The polyamide may have a substituent on the nitrogen atom of the amide group.

【0031】熱可塑性樹脂を含有する場合は、熱可塑性
樹脂をエポキシ樹脂100重量部に対して1〜20重量
部含有することが、エポキシ樹脂組成物に適度な粘弾性
を与え、良好な複合材料物性が得られる点で好ましい。
When the thermoplastic resin is contained, the addition of the thermoplastic resin in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin gives the epoxy resin composition proper viscoelasticity, and a good composite material. It is preferable in that physical properties can be obtained.

【0032】構成要素(B)、(C)および必要に応じ
て他の成分も含んでなり、本発明のプリプレグにおいて
構成要素(A)の炭素繊維に含浸されて存在する未硬化
のエポキシ樹脂組成物の粘弾性については、プリプレグ
の良好な取り扱い性を得るために、測定周波数0.5H
z、50℃での貯蔵弾性率G’が300〜50000P
aであることが好ましい。G’が300Paに満たない
場合には、プリプレグ表面同士の接着強度(以下、プリ
プレグの接着強度という)が弱く、プリプレグの積層工
程において、重ねられたプリプレグがすぐに剥離して積
層作業に支障をきたす場合があるので好ましくない。ま
たG’が50000Paを超えると、プリプレグの柔軟
性が悪化して曲面への賦形性が十分でなくなる、強化繊
維への含浸性が悪くなるなどの問題が生じる場合がある
ので好ましくない。このような粘弾性は、構成要素
(B)に含まれるエポキシ樹脂成分の種類とその配合比
の適正化、あるいは前記熱可塑性樹脂を適量含ませるこ
となどにより達成される。
An uncured epoxy resin composition which also contains the constituents (B) and (C) and, if necessary, other components and is present by being impregnated into the carbon fiber of the constituent (A) in the prepreg of the present invention. Regarding the viscoelasticity of the product, in order to obtain good handling of the prepreg, the measurement frequency is 0.5H.
z, storage modulus G ′ at 50 ° C. is 300 to 50000P
It is preferably a. If G'is less than 300 Pa, the adhesive strength between the prepreg surfaces (hereinafter referred to as the adhesive strength of the prepreg) is weak, and in the prepreg laminating step, the laminated prepregs are immediately peeled off to hinder the laminating work. It is not preferable because it may cause damage. If G'exceeds 50000 Pa, the flexibility of the prepreg deteriorates, the shapeability on the curved surface becomes insufficient, and the impregnability into the reinforcing fiber deteriorates, which is not preferable. Such viscoelasticity is achieved by optimizing the type and mixing ratio of the epoxy resin component contained in the constituent element (B), or by including an appropriate amount of the thermoplastic resin.

【0033】本発明のプリプレグは、特に繊維強化複合
材料製管状体を製造するために、後述する条件で測定さ
れるプリプレグの接着強度が0.050〜0.150N
/mm2であることが好ましい。プリプレグの接着強度
が0.050N/mm2に満たないと、プリプレグの積
層工程において重ねられたプリプレグがすぐに剥離して
積層作業に支障をきたす場合があるので好ましくない。
また、0.150N/mm2を超えるとプリプレグを貼
り合わせる際に修正作業が困難となるので好ましくな
い。かかる好ましい接着強度を有しないプリプレグを用
いて管状体の積層を行うと、繊維配向の乱れなど、管状
体内部の欠陥を生じ易いが、特に高弾性率の強化繊維を
適用した繊維複合材料製管状体の場合、そのような欠陥
による強度低下の影響を受けやすい。したがって、引張
弾性率が330GPa〜1000GPaの炭素繊維を適
用する本発明のプリプレグの場合には、接着強度を0.
050〜0.150N/mm2とすることが好ましい。
The prepreg of the present invention has an adhesive strength of 0.050 to 0.150 N, which is measured under the conditions described below, in order to produce a tubular body made of a fiber-reinforced composite material.
/ Mm 2 is preferable. If the adhesive strength of the prepreg is less than 0.050 N / mm 2 , the prepregs stacked in the prepreg laminating step may be immediately peeled off, which may hinder the laminating operation.
Further, if it exceeds 0.150 N / mm 2 , it is not preferable because the correction work becomes difficult when the prepreg is bonded. When a tubular body is laminated using a prepreg that does not have such preferable adhesive strength, defects inside the tubular body, such as disorder of fiber orientation, are likely to occur, but in particular, a fiber composite material tubular tube to which a reinforcing fiber having a high elastic modulus is applied. In the case of the body, it is susceptible to strength reduction due to such defects. Therefore, in the case of the prepreg of the present invention to which the carbon fiber having the tensile elastic modulus of 330 GPa to 1000 GPa is applied, the adhesive strength is set to 0.
It is preferably 050 to 0.150 N / mm 2 .

【0034】また、プリプレグ表面にカバーフィルムな
どを貼り付けず、プリプレグ表面が大気中に露出した状
態で放置すると、プリプレグの接着強度が経時的に減少
してしまう場合があるが、本発明においては、プリプレ
グ表面に貼り付けられたカバーフィルムや離型紙などを
剥がした直後だけでなく、プリプレグ表面を大気中に露
出した状態で24℃、50%RHの条件にて24時間放
置した後にもなお、プリプレグ接着強度が0.050〜
0.150N/mm2であることが作業効率上好まし
い。
If a cover film or the like is not attached to the surface of the prepreg and the surface of the prepreg is left exposed to the atmosphere, the adhesive strength of the prepreg may decrease with time. Not only immediately after peeling off the cover film or release paper attached to the prepreg surface, but also after leaving the prepreg surface exposed to the air for 24 hours at 24 ° C. and 50% RH. Prepreg adhesive strength is 0.050
From the standpoint of work efficiency, it is preferably 0.150 N / mm 2 .

【0035】かかるプリプレグの接着強度を得るために
は、上述のようにプリプレグ中に存在するエポキシ樹脂
組成物の粘弾性を適正な範囲に制御することが有効であ
るが、さらに、プリプレグ表面に存在するエポキシ樹脂
組成物の量(以下、表面樹脂量という)を制御すること
がより好ましく、表面樹脂量が多いほど、プリプレグの
接着強度を向上させることが可能である。表面樹脂量
は、炭素繊維へエポキシ樹脂組成物を含浸する工程にお
いて、含浸圧力、強化繊維に加える張力、エポキシ樹脂
組成物を加熱する温度などの条件を調節することで制御
可能である。
In order to obtain the adhesive strength of such a prepreg, it is effective to control the viscoelasticity of the epoxy resin composition present in the prepreg within an appropriate range as described above. It is more preferable to control the amount of the epoxy resin composition (hereinafter referred to as the amount of surface resin) to be used, and the greater the amount of surface resin, the more the adhesive strength of the prepreg can be improved. The amount of surface resin can be controlled by adjusting conditions such as the impregnation pressure, the tension applied to the reinforcing fibers, and the temperature at which the epoxy resin composition is heated in the step of impregnating the carbon fiber with the epoxy resin composition.

【0036】本発明の繊維強化複合材料製管状体におい
ては、構成要素(A)が一方向に引き揃えられており、
かつその内部構造において構成要素(A)の繊維方向が
管状体の長手方向に対して20°〜90#の角度をなし
て配置されてなる層が少なくとも1層以上含まれてなる
ことが好ましい。構成要素(A)のような引張弾性率が
330GPa〜1000GPaの炭素繊維がかかる角度
をなして配置されることで、軽量化された管状体のねじ
り剛性を効果的に高めることが可能である。特に、本発
明の管状体をゴルフシャフトに適用する場合、ねじり剛
性、ねじり強さを適正な範囲に保ちながらシャフトの軽
量化を可能とするため、構成要素(A)がかかる角度を
なして配置されることが特に好ましい。
In the fiber-reinforced composite material tubular body of the present invention, the constituent elements (A) are aligned in one direction,
In addition, it is preferable that at least one layer in which the fiber direction of the constituent element (A) is arranged at an angle of 20 ° to 90 # with respect to the longitudinal direction of the tubular body is included in the internal structure. By arranging the carbon fibers having the tensile elastic modulus of 330 GPa to 1000 GPa like the constituent element (A) at such an angle, it is possible to effectively increase the torsional rigidity of the lightweight tubular body. In particular, when the tubular body of the present invention is applied to a golf shaft, the component (A) is arranged at such an angle that the weight can be reduced while keeping the torsional rigidity and the torsional strength within appropriate ranges. Is particularly preferred.

【0037】本発明の繊維強化複合材料製管状体におい
て、エポキシ樹脂の硬化物(以下、単に樹脂硬化物とい
う)のガラス転移温度は80℃〜120℃であることが
好ましい。樹脂硬化物のガラス転移温度が120℃を超
えると、繊維強化複合材料製管状体に残留する熱応力が
大きくなり、その強度特性が低下する場合があるので好
ましくない。樹脂硬化物のガラス転移温度が80℃未満
であると、管状体に成形後、表面を研磨するとき、熱に
より軟化した樹脂が研磨機に目詰まりを起こさせる場合
があるので好ましくない。なお、樹脂硬化物のガラス転
移温度は、示差走査熱量測定法(DSC)によって測定
される値であるが、管状体から切り出したサンプルにつ
いて測定することによって、管状体中に含まれる樹脂硬
化物のガラス転移温度を測定できる。
In the tubular body made of the fiber-reinforced composite material of the present invention, the glass transition temperature of the cured product of the epoxy resin (hereinafter, simply referred to as a cured resin product) is preferably 80 ° C to 120 ° C. When the glass transition temperature of the resin cured product exceeds 120 ° C., the thermal stress remaining in the tubular body made of the fiber-reinforced composite material increases and the strength characteristics thereof may deteriorate, which is not preferable. When the glass transition temperature of the cured resin is less than 80 ° C., the resin softened by heat may cause clogging of the polishing machine when the surface is polished after being formed into a tubular body, which is not preferable. The glass transition temperature of the resin cured product is a value measured by a differential scanning calorimetry (DSC), but by measuring a sample cut out from the tubular body, the resin cured product contained in the tubular body can be measured. The glass transition temperature can be measured.

【0038】本発明の繊維強化複合材料製管状体に高度
な強度特性、耐衝撃性などを付与するために、樹脂硬化
物について、ASTM−E399に準拠したコンパクト
テンション法、または、ASTEM5045−91に準
拠したSENB法により測定される樹脂硬化物の亀裂進
展初期のモードI破壊靭性値GICが200J/m2以上
であることが好ましく、400J/m2以上であること
がより好ましい。
In order to impart high strength characteristics, impact resistance and the like to the tubular body made of the fiber-reinforced composite material of the present invention, the cured resin is subjected to the compact tension method according to ASTM-E399 or ASTM E4545-91. The mode I fracture toughness value G IC at the early stage of crack growth of the resin cured product measured by the compliant SENB method is preferably 200 J / m 2 or more, and more preferably 400 J / m 2 or more.

【0039】本発明の繊維強化複合材料製管状体に高度
な強度特性、耐衝撃性などを付与するために、樹脂硬化
物について、JIS K7113に準拠して測定される
引張破断伸度が8%以上であることが好ましい。ここ
で、かかる樹脂硬化物のGIC、引張破断伸度は、本発明
のエポキシ樹脂組成物に130℃で90分間の加熱処理
を施して得られる硬化物について測定されるものであ
る。
In order to impart high strength properties and impact resistance to the tubular body made of the fiber-reinforced composite material of the present invention, the resin cured product has a tensile elongation at break of 8% measured in accordance with JIS K7113. The above is preferable. Here, the G IC and the tensile elongation at break of the resin cured product are measured for a cured product obtained by subjecting the epoxy resin composition of the present invention to a heat treatment at 130 ° C. for 90 minutes.

【0040】以下、本発明で好適に適用できるプリプレ
グの製造方法、及びこれを積層して加熱硬化して管状体
を得る方法について説明する。
Hereinafter, a method for producing a prepreg, which is preferably applicable to the present invention, and a method for laminating the prepregs and curing them by heating to obtain a tubular body will be described.

【0041】本発明のプリプレグは、例えばマトリック
ス樹脂をメチルエチルケトン、メタノールなどの溶媒に
溶解して低粘度化し、含浸させるウエット法、あるいは
加熱により低粘度化し、含浸させるホットメルト法など
の方法により製造することができる。
The prepreg of the present invention is produced, for example, by a method such as a wet method in which a matrix resin is dissolved in a solvent such as methyl ethyl ketone or methanol to reduce its viscosity and then impregnated, or a hot melt method in which the viscosity is reduced by heating and impregnated. be able to.

【0042】ウェット法では、炭素繊維をマトリックス
樹脂を含む液体に浸漬した後、引き上げ、オーブンなど
を用いて溶媒を蒸発させてプリプレグを得ることができ
る。
In the wet method, the prepreg can be obtained by immersing the carbon fiber in a liquid containing a matrix resin, pulling it up, and evaporating the solvent using an oven or the like.

【0043】ホットメルト法では、加熱により低粘度化
したマトリックス樹脂を直接炭素繊維に含浸させる方
法、あるいは一旦エポキシ樹脂組成物を離型紙などの上
にコーティングしたフィルムをまず作成し、ついで炭素
繊維の両側あるいは片側から該フィルムを重ね、加熱加
圧することにより樹脂を含浸させたプリプレグを製造す
ることができる。ホットメルト法は、プリプレグ中に残
留する溶媒がないため好ましい。
In the hot-melt method, carbon fibers are directly impregnated with a matrix resin whose viscosity is reduced by heating, or a film in which an epoxy resin composition is once coated on release paper is first prepared, and then carbon fibers A resin-impregnated prepreg can be produced by stacking the films from both sides or one side and applying heat and pressure. The hot melt method is preferable because there is no solvent remaining in the prepreg.

【0044】本発明のプリプレグを用いて管状体を成形
するには、プリプレグを積層後、積層物に圧力を付与し
ながら樹脂を加熱硬化させる方法などを用いることがで
きる。
In order to form a tubular body using the prepreg of the present invention, a method of laminating the prepreg and then heating and curing the resin while applying pressure to the laminate can be used.

【0045】熱及び圧力を付与する方法には、プレス成
形法、オートクレーブ成形法、バッギング成形法、ラッ
ピングテープ法、内圧成形法などがあり、特にスポーツ
用品に関しては、ラッピングテープ法、内圧成形法が好
ましく採用される。
The method of applying heat and pressure includes a press molding method, an autoclave molding method, a bagging molding method, a wrapping tape method, an internal pressure molding method and the like. Especially for sports goods, the wrapping tape method and the internal pressure molding method are used. It is preferably adopted.

【0046】ラッピングテープ法は、マンドレルなどの
芯金にプリプレグを巻いて、管状体を成形する方法であ
り、ゴルフクラブ用シャフト、釣り竿などの棒状体を作
製する際に好適である。具体的には、マンドレルにプリ
プレグを巻き付け、プリプレグの固定及び圧力付与のた
めに、プリプレグの外側に熱可塑性樹脂フィルムからな
るラッピングテープを巻き付け、オーブン中で樹脂を加
熱硬化させた後、芯金を抜き去ることで管状体を得るこ
とができる。
The wrapping tape method is a method of winding a prepreg around a cored bar such as a mandrel to form a tubular body, and is suitable for producing rod-shaped bodies such as golf club shafts and fishing rods. Specifically, a prepreg is wound around a mandrel, a wrapping tape made of a thermoplastic resin film is wound around the outside of the prepreg for fixing and applying pressure to the prepreg, and the resin is heated and cured in an oven, and then a core metal is applied. A tubular body can be obtained by pulling out.

【0047】内圧成形法では、熱可塑性樹脂のチューブ
などの内圧付与体にプリプレグを巻きつけたプリフォー
ムを金型中にセットし、次いで内圧付与体に高圧の気体
を導入して圧力をかけると同時に金型を加熱することに
よって管状体を成形することができる。
In the internal pressure molding method, a preform in which a prepreg is wound around an internal pressure imparting body such as a thermoplastic resin tube is set in a mold, and then high-pressure gas is introduced into the internal pressure imparting body to apply pressure. At the same time, the tubular body can be formed by heating the mold.

【0048】[0048]

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。炭素繊維の表面積比の測定、プリプレグの作製、プ
リプレグの接着性、管状体の作製、管状体の物性測定は
次の方法で行った。 (1)炭素繊維の表面積比測定 測定に供する炭素繊維を試料台に固定し、Digital Inst
ruments社製 NanoScopeIIIを用い、下記条件にて3次
元表面形状の像を得る。 ・探針:Siカンチレバー一体型探針(オリンパス光学
工業社製 OMCL-AC120TS) ・測定環境:20℃〜30℃の室温大気中 ・観察モード:タッピングモード ・走査速度:0.3〜0.4Hz ・走査範囲:2.5μm×2.5μm ・ピクセル数:512×512 得られた像全体について、前期装置付属ソフトウエア
(NanoScopeIIIバージョン4.22r2、1次Flatten
フィルタ、Lowpassフィルタ、3次Plane Fitフィルタ使
用)によりデータ処理し、実表面積と投影面積を算出す
る。なお、投影面積については、繊維断面積の曲率を考
慮し近似した2次曲面への投影面積を算出したものを用
い、表面積比は以下の式で求めた。 表面積比=実表面積/投影面積 同様の測定を2回行い、その平均値をその炭素繊維の表
面積比とした。 (2)プリプレグの作製 樹脂組成物をリバースロールコーターを用いて離型紙上
に塗布し、樹脂目付20g/m2の樹脂フィルムを作製
した。次に、シート状に一方向に整列させた炭素繊維に
樹脂フィルム2枚を炭素繊維の両面から重ね、100℃
に加熱した金属ロールで挟み、加熱加圧して樹脂組成物
を含浸させる。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples. The measurement of the surface area ratio of the carbon fibers, the preparation of the prepreg, the adhesiveness of the prepreg, the preparation of the tubular body, and the measurement of the physical properties of the tubular body were carried out by the following methods. (1) Surface area ratio measurement of carbon fiber The carbon fiber to be used for measurement is fixed on the sample stand, and Digital
An image of a three-dimensional surface shape is obtained using the Ruments NanoScope III under the following conditions.・ Probe: Si cantilever integrated probe (OMCL-AC120TS manufactured by Olympus Optical Co., Ltd.) ・ Measuring environment: room temperature atmosphere of 20 ° C to 30 ° C ・ Observation mode: tapping mode ・ Scanning speed: 0.3 to 0.4 Hz -Scanning range: 2.5 μm x 2.5 μm-Number of pixels: 512 x 512 For the entire image obtained, the software (NanoScope III version 4.22r2, primary Flatten) attached to the previous period was used.
Data is processed using a filter, a Lowpass filter, and a third-order Plane Fit filter) to calculate the actual surface area and projected area. The projected area was calculated by calculating the projected area on the quadric surface approximated in consideration of the curvature of the fiber cross-sectional area, and the surface area ratio was calculated by the following formula. Surface area ratio = actual surface area / projected area The same measurement was performed twice, and the average value was taken as the surface area ratio of the carbon fiber. (2) Preparation of prepreg The resin composition was applied onto release paper using a reverse roll coater to prepare a resin film having a resin areal weight of 20 g / m 2 . Next, two resin films are superposed on both sides of the carbon fibers on the carbon fibers arranged in a sheet shape in one direction, and the temperature is 100 ° C.
The resin composition is impregnated by sandwiching it with a heated metal roll and applying heat and pressure.

【0049】含浸後、片側の離型紙をプリプレグからは
ぎ取り、はぎ取られた側の面にポリエチレンフィルムを
貼り付け、一方の側に離型紙、もう一方の側にポリエチ
レンフィルムを配した状態で巻き取ることにより、炭素
繊維目付125g/m2、炭素繊維含有率が76重量%
であるプリプレグを得た。 (3)プリプレグの接着強度測定 下記操作(a),(b)により、24℃、相対湿度50
%RHの環境下でプリプレグの接着強度を測定した。 (a)測定に供するプリプレグを100mm×200m
mの大きさにカットし、表面が平らなプラスチック板に
両面テープでしっかりと貼り付け、プリプレグAとし
た。 (b)プリプレグA表面に、プリプレグAと同一のプリ
プレグからカットしたプリプレグBを、接触面積が10
mm×10mm(=100mm2)となるように4.5
Nの荷重で1秒間押しつけた後、プリプレグBを30m
m/分の速度でプリプレグA表面に対して垂直な方向に
引き剥がすときの剥離力を測定し、これを接触面積(1
00mm2)で割った値をプリプレグの接着強度とし
た。 (4)繊維複合材料製管状体の作製 下記(a)〜(e)の操作により、円筒軸方向に対して
[03/±453]の積層構成を有し、内径が10mmの
繊維複合材料製管状体を作製した。マンドレルには直径
10mm(長さ1000mm)のステンレス製丸棒を使
用した。 (a)一方向プリプレグを繊維の方向がマンドレルの軸
方向に対して45度になるように、縦800mm×横1
06mmの長方形に2枚切り出した。この2枚を繊維方
向が互いに交差するように、16mm(マンドレル半周
分に対応)ずらして貼り合わせた。 (b)貼り合わせたプリプレグを、離型処理したマンド
レルに、プリプレグの縦方向とマンドレルの軸方向が一
致するように巻き付けた。(バイアス材) (c)その上に、プリプレグを繊維の方向が縦方向にな
るように、縦800mm×横118mmの長方形に切り
出したものをプリプレグの縦方向とマンドレルの軸方向
が一致するように巻き付けた。(ストレート材) (d)ラッピングテープ(耐熱性フィルムテープ)を巻
きつけ、硬化炉中で130℃、90分間加熱成形した。 (e)成形後、マンドレルを抜き取り、ラッピングテー
プを除去して管状体を得た。 (4)エポキシ樹脂硬化物のガラス転移温度(Tg)の
測定 管状体から切り出して得られた測定サンプルについて、
JIS K7112に準拠してDSC法により測定し
た。DSC測定の際、昇温速度は40℃/分とした。 (5)管状体のねじり強さの測定 内径10mmの管状体から長さ400mmの試験片を切
り出し、「ゴルフクラブ用シャフトの認定基準及び基準
確認方法」(製品安全協会編、通称産業大臣承認5産第
2087号、1993年)に記載の方法に従い、ねじり
試験を行った。試験片ゲージ長は300mmとし、試験
片両端の50mmを固定治具で把持した。捻り強さは次
式により求めた。測定は23℃、相対湿度50%RHの
環境下で行った。
After the impregnation, the release paper on one side is peeled off from the prepreg, the polyethylene film is attached to the surface on the peeled side, and the release paper is arranged on one side and the polyethylene film is wound on the other side. As a result, the carbon fiber areal weight is 125 g / m 2 , and the carbon fiber content is 76% by weight.
I got a prepreg. (3) Measurement of adhesive strength of prepreg By the following operations (a) and (b), 24 ° C and relative humidity of 50
The adhesive strength of the prepreg was measured under the environment of% RH. (A) The prepreg used for measurement is 100 mm × 200 m
The prepreg A was cut into a size of m and firmly attached to a plastic plate having a flat surface with a double-sided tape. (B) On the surface of the prepreg A, a prepreg B cut from the same prepreg A and having a contact area of 10
4.5 so that it becomes mm × 10 mm (= 100 mm 2 ).
After pressing for 1 second with N load, prepreg B is 30m
The peeling force at the time of peeling in the direction perpendicular to the prepreg A surface at a speed of m / min was measured, and this was measured as the contact area (
The value obtained by dividing by 00 mm 2 ) was taken as the adhesive strength of the prepreg. (4) Manufacture of tubular body made of fiber composite material By the following operations (a) to (e), a fiber composite having a laminated structure of [0 3 / ± 45 3 ] in the cylinder axis direction and an inner diameter of 10 mm A tubular body made of material was produced. A round rod made of stainless steel having a diameter of 10 mm (length 1000 mm) was used for the mandrel. (A) 800 mm length x 1 width so that the fiber direction is 45 degrees with respect to the axial direction of the mandrel.
Two pieces were cut into a rectangle of 06 mm. The two sheets were attached with a shift of 16 mm (corresponding to half the mandrel circumference) so that the fiber directions intersect each other. (B) The laminated prepreg was wound around a release-treated mandrel so that the longitudinal direction of the prepreg and the axial direction of the mandrel were aligned. (Biasing material) (c) On top of that, a prepreg is cut into a rectangle of 800 mm length × 118 mm width so that the fiber direction is in the longitudinal direction so that the longitudinal direction of the prepreg and the axial direction of the mandrel are aligned. Wrapped around. (Straight material) (d) A wrapping tape (heat-resistant film tape) was wrapped around, and heat-molded in a curing oven at 130 ° C. for 90 minutes. (E) After molding, the mandrel was pulled out and the wrapping tape was removed to obtain a tubular body. (4) Measurement of glass transition temperature (Tg) of cured epoxy resin About measurement sample obtained by cutting out from tubular body,
It was measured by the DSC method according to JIS K7112. During the DSC measurement, the heating rate was 40 ° C./minute. (5) Measurement of Torsional Strength of Tubular Body A 400 mm long test piece was cut out from a tubular body having an inner diameter of 10 mm, and "Golf club shaft certification standard and standard confirmation method" (Product Safety Association, commonly known as the Minister of Industry 5 No. 2087, 1993), and the torsion test was performed. The gauge length of the test piece was 300 mm, and 50 mm at both ends of the test piece was held by a fixing jig. The twist strength was calculated by the following formula. The measurement was performed in an environment of 23 ° C. and a relative humidity of 50% RH.

【0050】ねじり強さ(N・m・deg)=破壊トルク(N・
m)×破壊時のねじれ角(deg) (実施例1)下記原料をニーダーで混合し、ポリビニル
ホルマールが均一に溶解した樹脂組成物を得た。
Torsional strength (N ・ m ・ deg) = breaking torque (N ・ m
m) × twist angle at break (deg) (Example 1) The following raw materials were mixed with a kneader to obtain a resin composition in which polyvinyl formal was uniformly dissolved.

【0051】ビスフェノールA型2官能性エポキシ樹脂
(エピコート828、ジャパンエポキシレジン(株)
製、平均エポキシ当量184〜194)40部 ビスフェノールA型2官能エポキシ樹脂(エピコート1
001、ジャパンエポキシレジン(株)製、平均エポキ
シ当量450〜500)30部 フェノールノボラック型エポキシ樹脂(エピコート15
4、ジャパンエポキシレジン(株)製、平均エポキシ当
量176〜180)15部 ジシアンジアミド(DICY7、ジャパンエポキシレジ
ン(株)製)5部 3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル
ウレア(DCMU99、保土ヶ谷化学工業(株)製)4
部 ポリビニルホルマール(ビニレックK、チッソ(株)
製)4部 この樹脂組成物と、一方向に引き揃えた引張弾性率38
2GPa、表面積比1.02の炭素繊維を用い、前記し
た操作に従ってシート状のプリプレグ(A−1)を作製
した。
Bisphenol A type bifunctional epoxy resin (Epicoat 828, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
Made, average epoxy equivalent 184-194) 40 parts Bisphenol A type bifunctional epoxy resin (Epicoat 1
001, Japan Epoxy Resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 450-500) 30 parts phenol novolac type epoxy resin (Epicoat 15
4, Japan Epoxy Resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 176-180) 15 parts Dicyandiamide (DICY7, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 5 parts 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea ( DCMU99, Hodogaya Chemical Co., Ltd. 4
Part Polyvinyl Formal (Vinylec K, Chisso Corporation)
4 parts) with this resin composition and a tensile elastic modulus of 38 aligned in one direction
A sheet-shaped prepreg (A-1) was produced according to the above-mentioned operation using carbon fiber having a surface area ratio of 1.02 and 2 GPa.

【0052】得られたプリプレグ(A−1)の接着強度
を、ポリエチレンフィルムが貼り付けられた側の面につ
いて、前記した操作により測定した。測定はポリエチレ
ンフィルムを剥がして10分以内と、ポリエチレンフィ
ルムを剥いで表面を露出した状態で23℃、50%RH
の環境下24時間放置後の計2回行ったが、表1にまと
めて示す通りいずれも良好な接着強度を示した。
The adhesive strength of the obtained prepreg (A-1) was measured by the above-mentioned operation on the surface on the side where the polyethylene film was attached. The measurement is within 10 minutes after peeling off the polyethylene film, and at 23 ° C. and 50% RH with the surface exposed by peeling off the polyethylene film.
After being left for 24 hours in the above environment, the test was performed twice in total, and as shown in Table 1, all showed good adhesive strength.

【0053】次に、引張弾性率295GPa、表面積比
1.090の炭素繊維を用い、炭素繊維の含有率が76
重量%である東レ(株)製プリプレグP2255F−1
2をストレート材として、プリプレグ(A−1)をバイ
アス材として用い、前記した方法で管状体を作製し、そ
のねじり強さ、およびバイアス材の樹脂硬化物のTgを
測定した。結果は表1にまとめて示す。 (実施例2)下記原料をニーダーで混合し、ポリビニル
ホルマールが均一に溶解した樹脂組成物を得た。
Next, a carbon fiber having a tensile elastic modulus of 295 GPa and a surface area ratio of 1.090 was used, and the carbon fiber content was 76.
Prepreg P2255F-1 manufactured by Toray Industries, Inc. in weight%
2 was used as a straight material and prepreg (A-1) was used as a bias material to prepare a tubular body by the method described above, and its torsional strength and Tg of a resin cured product of the bias material were measured. The results are summarized in Table 1. (Example 2) The following raw materials were mixed with a kneader to obtain a resin composition in which polyvinyl formal was uniformly dissolved.

【0054】ビスフェノールF型2官能性エポキシ樹脂
(エピコート807、ジャパンエポキシレジン(株)
製、平均エポキシ当量160〜175)55部 ビスフェノールA型2官能性エポキシ樹脂(エピコート
1009、ジャパンエポキシレジン(株)製、平均エポ
キシ当量2400〜3300)30部 フェノールノボラック型多官能エポキシ樹脂(エピコー
ト154、ジャパンエポキシレジン(株)製、平均エポ
キシ当量176〜180)15部 ジシアンジアミド(DICY7、ジャパンエポキシレジ
ン(株)製)5部 3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル
ウレア(DCMU99、保土ヶ谷化学工業(株)製)4
部 ポリビニルホルマール(ビニレックK、チッソ(株)
製)4部 この樹脂組成物と、一方向に引き揃えた引張弾性率38
2GPa、表面積比1.02の炭素繊維を用い、前記し
た操作に従ってシート状のプリプレグ(A−2)を作製
した。
Bisphenol F type bifunctional epoxy resin (Epicoat 807, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
Made, average epoxy equivalent 160-175) 55 parts bisphenol A type bifunctional epoxy resin (Epicoat 1009, Japan Epoxy Resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 2400-3300) 30 parts phenol novolac type multifunctional epoxy resin (Epicoat 154 , Japan Epoxy Resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 176-180) 15 parts Dicyandiamide (DICY7, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 5 parts 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU99 , Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 4
Part Polyvinyl Formal (Vinylec K, Chisso Corporation)
4 parts) with this resin composition and a tensile elastic modulus of 38 aligned in one direction
A sheet-shaped prepreg (A-2) was produced according to the above-described operation using carbon fibers having a surface area ratio of 1.02 and 2 GPa.

【0055】得られたプリプレグ(A−2)の接着強度
を、ポリエチレンフィルムが貼り付けられた側の面につ
いて、前期した操作により測定した。測定はポリエチレ
ンフィルムを剥がして3分以内と、ポリエチレンフィル
ムを剥いで表面を露出した状態で23℃、50%RHの
環境下24時間放置後の計2回行ったが、表1にまとめ
て示す通りいずれも良好な接着強度を示した。
The adhesive strength of the obtained prepreg (A-2) was measured on the surface on the side where the polyethylene film was attached by the above-mentioned operation. The measurement was performed within 3 minutes after the polyethylene film was peeled off, and twice after the polyethylene film was peeled off and the surface was exposed in the environment of 23 ° C. and 50% RH for 24 hours. As a result, all showed good adhesive strength.

【0056】次に、東レ(株)製プリプレグP2255
F−12をストレート材として、プリプレグ(A−2)
をバイアス材として用い、前記した方法で管状体を作製
し、そのねじり強さ、およびバイアス材の樹脂硬化物の
Tgを測定した。結果は表1にまとめて示す。 (実施例3)下記原料をニーダーで混合し、ポリビニル
ホルマールが均一に溶解した樹脂組成物を得た。
Next, prepreg P2255 manufactured by Toray Industries, Inc.
Using F-12 as a straight material, prepreg (A-2)
Was used as a bias material to prepare a tubular body by the method described above, and its twist strength and Tg of the resin cured product of the bias material were measured. The results are summarized in Table 1. (Example 3) The following raw materials were mixed with a kneader to obtain a resin composition in which polyvinyl formal was uniformly dissolved.

【0057】ビスフェノールA型2官能性エポキシ樹脂
(エピコート828、ジャパンエポキシレジン(株)
製、平均エポキシ当量184〜194)55部 ビスフェノールF型2官能性エポキシ樹脂(エピコート
4010P、ジャパンエポキシレジン(株)製、平均エ
ポキシ当量4400)30部 フェノールノボラック型多官能エポキシ樹脂(エピコー
ト154、ジャパンエポキシレジン(株)製、平均エポ
キシ当量176〜180)15部 ジシアンジアミド(DICY7、ジャパンエポキシレジ
ン(株)製)5部 3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル
ウレア(DCMU99、保土ヶ谷化学工業(株)製)4
部 ポリビニルホルマール(ビニレックK、チッソ(株)
製)4部 この樹脂組成物と、一方向に引き揃えた引張弾性率38
2GPa、表面積比1.02の炭素繊維を用い、前記し
た操作に従ってシート状のプリプレグ(A−3)を作製
した。
Bisphenol A type bifunctional epoxy resin (Epicoat 828, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
Made, average epoxy equivalent 184-194) 55 parts bisphenol F type bifunctional epoxy resin (Epicoat 4010P, Japan Epoxy Resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 4400) 30 parts phenol novolac type multifunctional epoxy resin (Epicoat 154, Japan Epoxy resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 176 to 180) 15 parts Dicyandiamide (DICY7, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 5 parts 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU99, Hodogaya) Chemical Industry Co., Ltd.) 4
Part Polyvinyl Formal (Vinylec K, Chisso Corporation)
4 parts) with this resin composition and a tensile elastic modulus of 38 aligned in one direction
A sheet-shaped prepreg (A-3) was produced using carbon fibers having a surface area ratio of 1.02 at 2 GPa according to the above-mentioned operation.

【0058】得られたプリプレグ(A−3)の接着強度
を、ポリエチレンフィルムが貼り付けられた側の面につ
いて、前記した操作により測定した。測定はポリエチレ
ンフィルムを剥がして10分以内と、ポリエチレンフィ
ルムを剥いで表面を露出した状態で23℃、50%RH
の環境下24時間放置後の計2回行ったが、表1にまと
めて示す通りいずれも良好な接着強度を示した。
The adhesive strength of the obtained prepreg (A-3) was measured by the above-mentioned operation on the surface on the side where the polyethylene film was attached. The measurement is within 10 minutes after peeling off the polyethylene film, and at 23 ° C. and 50% RH with the surface exposed by peeling off the polyethylene film.
After being left for 24 hours in the above environment, the test was performed twice in total, and as shown in Table 1, all showed good adhesive strength.

【0059】次に、東レ(株)製プリプレグP2255
F−12をストレート材として、プリプレグ(A−3)
をバイアス材として用い、前記した方法で管状体を作製
し、そのねじり強さ、およびバイアス材の樹脂硬化物の
Tgを測定した。結果は表1にまとめて示す。 (実施例4)下記原料をニーダーで混合し、ポリビニル
ホルマールが均一に溶解した樹脂組成物を得た。
Next, prepreg P2255 manufactured by Toray Industries, Inc.
Prepreg (A-3) using F-12 as a straight material
Was used as a bias material to prepare a tubular body by the method described above, and its twist strength and Tg of the resin cured product of the bias material were measured. The results are summarized in Table 1. Example 4 The following raw materials were mixed with a kneader to obtain a resin composition in which polyvinyl formal was uniformly dissolved.

【0060】ビスフェノールF型2官能性エポキシ樹脂
(エピコート807、ジャパンエポキシレジン(株)
製、平均エポキシ当量160〜175)50部 ビスフェノールA型2官能性エポキシ樹脂(エピコート
1001、ジャパンエポキシレジン(株)製、平均エポ
キシ当量450〜500)10部 ビスフェノールA型2官能性エポキシ樹脂(エピコート
1004、ジャパンエポキシレジン(株)製、平均エポ
キシ当量875〜975)40部 ジシアンジアミド(DICY7、ジャパンエポキシレジ
ン(株)製)5部 3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル
ウレア(DCMU99、保土ヶ谷化学工業(株)製)4
部 ポリビニルホルマール(ビニレックK、チッソ(株)
製)4部 この樹脂組成物と、一方向に引き揃えた引張弾性率38
2GPa、表面積比1.02の炭素繊維を用い、前記し
た操作に従ってシート状のプリプレグ(A−4)を作製
した。
Bisphenol F type bifunctional epoxy resin (Epicoat 807, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
Made, average epoxy equivalent 160-175) 50 parts bisphenol A type bifunctional epoxy resin (Epicoat 1001, Japan Epoxy Resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 450-500) 10 parts bisphenol A type bifunctional epoxy resin (Epicoat 1004, Japan Epoxy Resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 875-975) 40 parts Dicyandiamide (DICY7, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 5 parts 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea ( DCMU99, Hodogaya Chemical Co., Ltd. 4
Part Polyvinyl Formal (Vinylec K, Chisso Corporation)
4 parts) with this resin composition and a tensile elastic modulus of 38 aligned in one direction
A sheet-shaped prepreg (A-4) was produced according to the above-mentioned operation using carbon fiber having a surface area ratio of 1.02 and 2 GPa.

【0061】得られたプリプレグ(A−4)の接着強度
を、ポリエチレンフィルムが貼り付けられた側の面につ
いて、前記した操作により測定した。測定はポリエチレ
ンフィルムを剥がして10分以内と、ポリエチレンフィ
ルムを剥いで表面を露出した状態で23℃、50%RH
の環境下24時間放置後の計2回行ったが、表1にまと
めて示す通りいずれも良好な接着強度を示した。
The adhesive strength of the obtained prepreg (A-4) was measured by the above-mentioned operation on the surface on the side where the polyethylene film was attached. The measurement is within 10 minutes after peeling off the polyethylene film, and at 23 ° C. and 50% RH with the surface exposed by peeling off the polyethylene film.
After being left for 24 hours in the above environment, the test was performed twice in total, and as shown in Table 1, all showed good adhesive strength.

【0062】次に、東レ(株)製プリプレグP2255
F−12をストレート材として、プリプレグ(A−4)
をバイアス材として用い、前記した方法で管状体を作製
し、そのねじり強さ、およびバイアス材の樹脂硬化物の
Tgを測定した。結果は表1にまとめて示す。 (比較例1)下記原料をニーダーで混合し、ポリビニル
ホルマールが均一に溶解した樹脂組成物を得た。
Next, prepreg P2255 manufactured by Toray Industries, Inc.
Prepreg (A-4) with F-12 as straight material
Was used as a bias material to prepare a tubular body by the method described above, and its twist strength and Tg of the resin cured product of the bias material were measured. The results are summarized in Table 1. (Comparative Example 1) The following raw materials were mixed with a kneader to obtain a resin composition in which polyvinyl formal was uniformly dissolved.

【0063】ビスフェノールA型2官能性エポキシ樹脂
(エピコート828、ジャパンエポキシレジン(株)
製、平均エポキシ当量184〜194)15部 ビフェニル型2官能性エポキシ樹脂(エピコートYX4
000、ジャパンエポキシレジン(株)製、平均エポキ
シ当量187〜197)40部 フェノールノボラック型エポキシ樹脂(エピコート15
4、ジャパンエポキシレジン(株)製、平均エポキシ当
量176〜180)45部 ジシアンジアミド(DICY7、ジャパンエポキシレジ
ン(株)製)5部 3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル
ウレア(DCMU99、保土ヶ谷化学工業(株)製)4
部 ポリビニルホルマール(ビニレックK、チッソ(株)
製)5部 この樹脂組成物と、一方向に引き揃えた引張弾性率38
2GPa、表面積比1.02の炭素繊維を用い、前記し
た操作に従ってシート状のプリプレグ(B−1)を作製
した。
Bisphenol A type bifunctional epoxy resin (Epicoat 828, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
Made, average epoxy equivalent 184-194) 15 parts biphenyl type bifunctional epoxy resin (Epicoat YX4
000, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd., average epoxy equivalent 187-197, 40 parts phenol novolac type epoxy resin (Epicoat 15
4, Japan Epoxy Resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 176 to 180) 45 parts Dicyandiamide (DICY7, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 5 parts 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea ( DCMU99, Hodogaya Chemical Co., Ltd. 4
Part Polyvinyl Formal (Vinylec K, Chisso Corporation)
5 parts) with this resin composition and a tensile elastic modulus of 38 aligned in one direction
A sheet-shaped prepreg (B-1) was produced according to the above-mentioned operation using carbon fiber having a surface area ratio of 1.02 and 2 GPa.

【0064】得られたプリプレグ(B−1)の接着強度
を、ポリエチレンフィルムが貼り付けられた側の面につ
いて、前記した操作により測定した。測定はポリエチレ
ンフィルムを剥がして10分以内と、ポリエチレンフィ
ルムを剥いで表面を露出した状態で23℃、50%RH
の環境下24時間放置後の計2回行った。
The adhesive strength of the obtained prepreg (B-1) was measured on the surface on the side where the polyethylene film was attached by the above-mentioned operation. The measurement is within 10 minutes after peeling off the polyethylene film, and at 23 ° C. and 50% RH with the surface exposed by peeling off the polyethylene film.
After being left for 24 hours in the above environment, the test was performed twice.

【0065】次に、東レ(株)製プリプレグP2255
F−12をストレート材として、プリプレグ(B−1)
をバイアス材として用い、前記した方法で管状体を作製
し、そのねじり強さ、およびバイアス材の樹脂硬化物の
Tgを測定した。結果は表1にまとめて示すが、構成要
素(B)中2官能性エポキシ樹脂を含む割合が55重量
%と低いことから、実施例1〜4と比較して管状体のね
じり強さは低い値となった。 (比較例2)実施例2と同一の樹脂組成物と、一方向に
引き揃えた引張弾性率377GPa、表面積比1.21
の炭素繊維を用い、前記した操作に従ってシート状のプ
リプレグ(B−2)を作製した。
Next, prepreg P2255 manufactured by Toray Industries, Inc.
Prepreg (B-1) using F-12 as a straight material
Was used as a bias material to prepare a tubular body by the method described above, and its twist strength and Tg of the resin cured product of the bias material were measured. The results are summarized in Table 1, but the proportion of the bifunctional epoxy resin in the constituent element (B) is as low as 55% by weight, and therefore the torsional strength of the tubular body is low as compared with Examples 1 to 4. It became a value. (Comparative Example 2) The same resin composition as that of Example 2, a tensile elastic modulus of 377 GPa aligned in one direction, and a surface area ratio of 1.21.
A sheet-shaped prepreg (B-2) was produced according to the above-mentioned operation using the carbon fiber of No. 1.

【0066】得られたプリプレグ(B−2)の接着強度
を、ポリエチレンフィルムが貼り付けられた側の面につ
いて、前期した操作により測定した。測定はポリエチレ
ンフィルムを剥がして10分以内と、ポリエチレンフィ
ルムを剥いで表面を露出した状態で23℃、50%RH
の環境下24時間放置後の計2回行った。
The adhesive strength of the obtained prepreg (B-2) was measured on the surface on the side where the polyethylene film was attached by the above-mentioned operation. The measurement is within 10 minutes after peeling off the polyethylene film, and at 23 ° C. and 50% RH with the surface exposed by peeling off the polyethylene film.
After being left for 24 hours in the above environment, the test was performed twice.

【0067】次に、東レ(株)製プリプレグP2255
F−12をストレート材として、プリプレグ(B−2)
をバイアス材として用い、前記した方法で管状体を作製
し、そのねじり強さ、およびバイアス材の樹脂硬化物の
Tgを測定した。結果は表1にまとめて示すが、表面が
粗く、表面積比の大きい炭素繊維を用いたため、実施例
2と比較して管状体のねじり強さは低い値となった。 (実施例5)実施例2と同一の樹脂組成物と、一方向に
引き揃えた引張弾性率475GPa、表面積比1.04
の炭素繊維を用い、前記した操作に従ってシート状のプ
リプレグ(A−5)を作製した。
Next, prepreg P2255 manufactured by Toray Industries, Inc.
Prepreg (B-2) using F-12 as a straight material
Was used as a bias material to prepare a tubular body by the method described above, and its twist strength and Tg of the resin cured product of the bias material were measured. The results are collectively shown in Table 1. Since the carbon fibers having a rough surface and a large surface area ratio were used, the torsional strength of the tubular body was lower than that in Example 2. (Example 5) The same resin composition as in Example 2, the tensile elastic modulus 475 GPa aligned in one direction, and the surface area ratio 1.04.
A sheet-shaped prepreg (A-5) was produced according to the above-mentioned operation using the carbon fiber of No. 1.

【0068】得られたプリプレグ(A−5)の接着強度
を、ポリエチレンフィルムが貼り付けられた側の面につ
いて、前記した操作により測定した。測定はポリエチレ
ンフィルムを剥がして3分以内と、ポリエチレンフィル
ムを剥いで表面を露出した状態で23℃、50%RHの
環境下24時間放置後の計2回行ったが、表1にまとめ
て示す通りいずれも良好な接着強度を示した。
The adhesive strength of the obtained prepreg (A-5) was measured on the surface on the side where the polyethylene film was attached by the above-mentioned operation. The measurement was performed within 3 minutes after the polyethylene film was peeled off, and twice after the polyethylene film was peeled off and the surface was exposed in the environment of 23 ° C. and 50% RH for 24 hours. As a result, all showed good adhesive strength.

【0069】次に、東レ(株)製プリプレグP2255
F−12をストレート材として、プリプレグ(A−5)
をバイアス材として用い、前記した方法で管状体を作製
し、そのねじり強さ、およびバイアス材の樹脂硬化物の
Tgを測定した。結果は表1にまとめて示す。 (比較例3)実施例2と同一の樹脂組成物と、一方向に
引き揃えた引張弾性率475GPa、表面積比1.25
の炭素繊維を用い、前記した操作に従ってシート状のプ
リプレグ(B−3)を作製した。
Next, prepreg P2255 manufactured by Toray Industries, Inc.
Prepreg (A-5) using F-12 as a straight material
Was used as a bias material to prepare a tubular body by the method described above, and its twist strength and Tg of the resin cured product of the bias material were measured. The results are summarized in Table 1. (Comparative Example 3) The same resin composition as that of Example 2, a tensile elastic modulus of 475 GPa aligned in one direction, and a surface area ratio of 1.25.
A sheet-shaped prepreg (B-3) was produced according to the above-mentioned operation using the carbon fiber of No. 1.

【0070】得られたプリプレグ(B−3)の接着強度
を、ポリエチレンフィルムが貼り付けられた側の面につ
いて、前期した操作により測定した。測定はポリエチレ
ンフィルムを剥がして10分以内と、ポリエチレンフィ
ルムを剥いで表面を露出した状態で23℃、50%RH
の環境下24時間放置後の計2回行った。
The adhesive strength of the obtained prepreg (B-3) was measured on the surface on the side where the polyethylene film was attached by the above-mentioned operation. The measurement is within 10 minutes after peeling off the polyethylene film, and at 23 ° C. and 50% RH with the surface exposed by peeling off the polyethylene film.
After being left for 24 hours in the above environment, the test was performed twice.

【0071】次に、東レ(株)製プリプレグP2255
F−12をストレート材として、プリプレグ(B−3)
をバイアス材として用い、前記した方法で管状体を作製
し、そのねじり強さ、およびバイアス材の樹脂硬化物の
Tgを測定した。結果は表1にまとめて示すが、表面が
粗く、表面積比の大きい炭素繊維を用いたため、実施例
5と比較して管状体のねじり強さは低い値となった。 (比較例4)下記原料をニーダーで混合し、ポリビニル
ホルマールが均一に溶解した樹脂組成物を得た。
Next, prepreg P2255 manufactured by Toray Industries, Inc.
Prepreg (B-3) using F-12 as a straight material
Was used as a bias material to prepare a tubular body by the method described above, and its twist strength and Tg of the resin cured product of the bias material were measured. The results are summarized in Table 1, but because the carbon fibers having a rough surface and a large surface area ratio were used, the torsional strength of the tubular body was lower than that in Example 5. (Comparative Example 4) The following raw materials were mixed with a kneader to obtain a resin composition in which polyvinyl formal was uniformly dissolved.

【0072】ビスフェノールF型2官能性エポキシ樹脂
(エピコート807、ジャパンエポキシレジン(株)
製、平均エポキシ当量160〜175)55部 ビスフェノールA型2官能性エポキシ樹脂(エピコート
1009、ジャパンエポキシレジン(株)製、平均エポ
キシ当量2400〜3300)30部 フェノールノボラック型多官能エポキシ樹脂(エピコー
ト154、ジャパンエポキシレジン(株)製、平均エポ
キシ当量176〜180)15部 ジシアンジアミド(DICY7、ジャパンエポキシレジ
ン(株)製)5部 3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル
ウレア(DCMU99、保土ヶ谷化学工業(株)製)4
部 ポリビニルホルマール(ビニレックK、チッソ(株)
製)3部 この樹脂組成物と、一方向に引き揃えた引張弾性率47
5GPa、表面積比1.25の炭素繊維を用い、前記し
た操作に従ってシート状のプリプレグ(B−4)を作製
した。
Bisphenol F type bifunctional epoxy resin (Epicoat 807, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
Made, average epoxy equivalent 160-175) 55 parts bisphenol A type bifunctional epoxy resin (Epicoat 1009, Japan Epoxy Resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 2400-3300) 30 parts phenol novolac type multifunctional epoxy resin (Epicoat 154 , Japan Epoxy Resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 176-180) 15 parts Dicyandiamide (DICY7, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 5 parts 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU99 , Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 4
Part Polyvinyl Formal (Vinylec K, Chisso Corporation)
3 parts) with this resin composition and a tensile elastic modulus of 47 aligned in one direction
A sheet-shaped prepreg (B-4) was produced in accordance with the above-mentioned operation using carbon fiber having a surface area ratio of 1.25 and 5 GPa.

【0073】得られたプリプレグ(B−4)の接着強度
を、ポリエチレンフィルムが貼り付けられた側の面につ
いて、前期した操作により測定した。測定はポリエチレ
ンフィルムを剥がして10分以内と、ポリエチレンフィ
ルムを剥いで表面を露出した状態で23℃、50%RH
の環境下24時間放置後の計2回行った。
The adhesive strength of the obtained prepreg (B-4) was measured on the surface on the side where the polyethylene film was attached by the above-mentioned operation. The measurement is within 10 minutes after peeling off the polyethylene film, and at 23 ° C. and 50% RH with the surface exposed by peeling off the polyethylene film.
After being left for 24 hours in the above environment, the test was performed twice.

【0074】次に、東レ(株)製プリプレグP2255
F−12をストレート材として、プリプレグ(B−4)
をバイアス材として用い、前記した方法で管状体を作製
し、そのねじり強さ、およびバイアス材の樹脂硬化物の
Tgを測定した。結果は表1にまとめて示すが、表面が
粗く、表面積比の大きい炭素繊維を用いたため、また、
プリプレグの接着強度が充分でなかったこともあり、実
施例5と比較して管状体のねじり強さは著しく低かっ
た。
Next, prepreg P2255 manufactured by Toray Industries, Inc.
Prepreg (B-4) using F-12 as a straight material
Was used as a bias material to prepare a tubular body by the method described above, and its twist strength and Tg of the resin cured product of the bias material were measured. The results are summarized in Table 1, but because the carbon fibers having a rough surface and a large surface area ratio were used,
Since the adhesive strength of the prepreg was not sufficient, the torsional strength of the tubular body was remarkably low as compared with Example 5.

【0075】[0075]

【表1】 [Table 1]

【0076】[0076]

【発明の効果】本発明のプリプレグを用いてなる繊維強
化複合材料製管状体は、すぐれたねじり強さを有する。
これにより、優れた衝撃強度を有し、軽量化も達成され
た繊維強化複合材料製管状体が得られるようになる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The tubular body made of the fiber-reinforced composite material using the prepreg of the present invention has excellent torsional strength.
This makes it possible to obtain a tubular body made of a fiber-reinforced composite material, which has excellent impact strength and is also lightweight.

【0077】本発明の繊維強化複合材料製管状体は、ゴ
ルフクラブ用シャフト、釣り竿、自転車用フレーム、バ
トミントンラケット用シャフト、自転車用フレーム・ハ
ンドル、車椅子用フレーム、ホッケー用スティックなど
に好適に用いることができる。
The tubular body made of the fiber-reinforced composite material of the present invention is suitably used for golf club shafts, fishing rods, bicycle frames, badminton racket shafts, bicycle frame / handles, wheelchair frames, hockey sticks and the like. You can

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F072 AA04 AA07 AB10 AB22 AB24 AD23 AD25 AD27 AD28 AD29 AD33 AD34 AE01 AE02 AE04 AF01 AG03 AG12 AG17 AK14 AL03 4J002 CD011 CD012 CD041 CD042 CD051 CD062 CD101 CD131 CD132 CD142 EL136 EN046 EN076 ER016 ET006 ET017 EU156 EV026 EV216 EV296 EY016 FD146 FD157 GF00 GT00 4J036 AA01 AA02 AA05 AB17 AC01 AD08 AD09 AG07 AJ02 AJ03 AJ05 AK03 CB20 DA01 DA04 DB06 DB15 DB21 DC02 DC03 DC06 DC09 DC10 DC31 DC35 DD02 FA02 FB07 FB08 GA03 GA19 GA22 JA08 JA11 JA15   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4F072 AA04 AA07 AB10 AB22 AB24                       AD23 AD25 AD27 AD28 AD29                       AD33 AD34 AE01 AE02 AE04                       AF01 AG03 AG12 AG17 AK14                       AL03                 4J002 CD011 CD012 CD041 CD042                       CD051 CD062 CD101 CD131                       CD132 CD142 EL136 EN046                       EN076 ER016 ET006 ET017                       EU156 EV026 EV216 EV296                       EY016 FD146 FD157 GF00                       GT00                 4J036 AA01 AA02 AA05 AB17 AC01                       AD08 AD09 AG07 AJ02 AJ03                       AJ05 AK03 CB20 DA01 DA04                       DB06 DB15 DB21 DC02 DC03                       DC06 DC09 DC10 DC31 DC35                       DD02 FA02 FB07 FB08 GA03                       GA19 GA22 JA08 JA11 JA15

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】次の構成要素(A)、(B)、(C)を含
んでなり、かつ構成要素(B)100重量%中、2官能
性エポキシ樹脂が75〜100重量%含まれてなること
を特徴とするプリプレグ。 (A)原子間力顕微鏡により測定される表面積比が1.
00〜1.10であり、かつ引張弾性率が330GPa
〜1000GPaである炭素繊維 (B)エポキシ樹脂 (C)硬化剤
1. A composition comprising the following constituents (A), (B) and (C), and 75 to 100% by weight of a bifunctional epoxy resin in 100% by weight of the constituent (B). A prepreg that is characterized by (A) The surface area ratio measured by an atomic force microscope is 1.
00 to 1.10 and a tensile elastic modulus of 330 GPa
~ 1000 GPa carbon fiber (B) epoxy resin (C) curing agent
【請求項2】2官能性エポキシ樹脂100重量%中に、
エポキシ当量が750以上であるエポキシ樹脂が5〜5
0重量%含まれてなることを特徴とする請求項1に記載
のプリプレグ。
2. In 100% by weight of a bifunctional epoxy resin,
Epoxy resin having an epoxy equivalent of 750 or more is 5 to 5
The prepreg according to claim 1, wherein the prepreg contains 0% by weight.
【請求項3】2官能性エポキシ樹脂100重量%中に、
ビスフェノールF型エポキシ樹脂が5〜100重量%含
まれてなることを特徴とする請求項1または2に記載の
プリプレグ。
3. In 100% by weight of a bifunctional epoxy resin,
The prepreg according to claim 1 or 2, which comprises 5 to 100% by weight of a bisphenol F type epoxy resin.
【請求項4】プリプレグ表面同士の接着強度が0.05
0〜0.150N/mm 2であることを特徴とする請求
項1〜3のいずれかに記載のプリプレグ。
4. The adhesive strength between the prepreg surfaces is 0.05.
0 to 0.150 N / mm 2Claims characterized by
The prepreg according to any one of Items 1 to 3.
【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載のプリプレ
グが加熱硬化されてなる層が含まれてなることを特徴と
する繊維強化複合材料製管状体。
5. A fiber-reinforced composite material tubular body comprising a layer formed by heat-curing the prepreg according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】構成要素(A)が一方向に引き揃えられて
おり、かつその内部構造において該構成要素(A)の繊
維配向が管状体の長手方向に対して20°〜90#の角
度をなして配置されてなることを特徴とする請求項5に
記載の繊維強化複合材料製管状体。
6. The component (A) is aligned in one direction, and the fiber orientation of the component (A) in its internal structure is an angle of 20 ° to 90 # with respect to the longitudinal direction of the tubular body. The tubular body made of a fiber-reinforced composite material according to claim 5, wherein the tubular body is made of a fiber-reinforced composite material.
【請求項7】エポキシ樹脂の硬化物のガラス転移温度が
80℃〜120℃であることを特徴とする請求項5また
は6に記載の繊維強化複合材料製管状体。
7. The fiber-reinforced composite material tubular body according to claim 5, wherein the glass transition temperature of the cured product of the epoxy resin is 80 ° C. to 120 ° C.
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