JP2003103519A - Prepreg sheet, tubular article, and golf club shaft - Google Patents

Prepreg sheet, tubular article, and golf club shaft

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JP2003103519A
JP2003103519A JP2002191772A JP2002191772A JP2003103519A JP 2003103519 A JP2003103519 A JP 2003103519A JP 2002191772 A JP2002191772 A JP 2002191772A JP 2002191772 A JP2002191772 A JP 2002191772A JP 2003103519 A JP2003103519 A JP 2003103519A
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JP
Japan
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fiber
prepreg sheet
tubular body
golf club
club shaft
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JP2002191772A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Okita
英樹 沖田
Shunsaku Noda
俊作 野田
Nobuyuki Tomioka
伸之 富岡
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tubular article made of a fiber-reinforced composite material which can be suitably used for a gold club shaft or the like and which has a high twist strength. SOLUTION: A prepreg sheet contains reinforcing fibers drawn and aligned in one direction and an epoxy resin composition in such a manner that the tensile elastic modulus E (GPa) of the fiber and a 6 deg.-compression strength σ(MPa) of the fiber-reinforced composite material satisfy formula (1): 200 GPa<=E<=950 GPa and formula (2): -3.6E+2,000<=σ<=-3.6E+2,600. The tubular article comprises a fiber-reinforced composite material layer obtained by thermosetting such a prepreg sheet. Further, a golf club shaft is made by using such a tubular article.

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、繊維強化複合材料
を得るための中間基材としてのプリプレグシート、およ
び繊維強化複合材料で構成される管状体に関する。詳し
くは、軽量かつねじり強さに優れ、ゴルフクラブシャフ
ト、バドミントンラケット等のスポーツ用具、航空宇宙
構造体、トラス、マスト、船舶、自動車のプロペラシャ
フトに好適に用いられる管状体に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a prepreg sheet as an intermediate substrate for obtaining a fiber-reinforced composite material, and a tubular body made of the fiber-reinforced composite material. More specifically, the present invention relates to a tubular body that is lightweight and excellent in torsional strength, and is suitably used for a golf club shaft, a sports equipment such as a badminton racket, an aerospace structure, a truss, a mast, a ship, and a propeller shaft of an automobile.

【0002】[0002]

【従来の技術】強化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、軽量性能と力学特性に優れるため
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。
2. Description of the Related Art Fiber-reinforced composite materials composed of reinforcing fibers and matrix resins are widely used for sports applications, aerospace applications, and general industrial applications because of their excellent lightweight performance and mechanical properties.

【0003】スポーツ用途においては、繊維強化複合材
料は管状体に成形され、ゴルフクラブシャフト、釣り
竿、テニスやバトミントンのラケット等に使用されてい
る。
In sports applications, fiber reinforced composite materials are formed into tubular bodies and used for golf club shafts, fishing rods, tennis and badminton rackets, and the like.

【0004】ゴルフクラブシャフトや釣り竿等には、軽
量性能、高度の材料剛性、材料強度が要求されるため、
強化繊維には炭素繊維が、マトリックス樹脂にはエポキ
シ樹脂がそれぞれ用いられている。
Golf club shafts, fishing rods, and the like are required to have lightweight performance, high material rigidity, and material strength.
Carbon fiber is used as the reinforcing fiber, and epoxy resin is used as the matrix resin.

【0005】かかる炭素繊維強化複合材料において、一
般に繊維と同じ方向の引張強度(0度引張強度)は炭素
繊維の高い引張強度を反映するため高いが、一方で繊維
と同じ方向の圧縮強度(0度圧縮強度)は一般に低く、
これを改良する検討が行われてきた。
In such a carbon fiber reinforced composite material, the tensile strength in the same direction as the fiber (0 degree tensile strength) is generally high because it reflects the high tensile strength of the carbon fiber, while the compressive strength in the same direction as the fiber (0 degree). Compressive strength) is generally low,
Studies have been conducted to improve this.

【0006】例えば、特開2001−131833号公
報には、炭素繊維そのものの繊維方向の圧縮強度を向上
させる方法が開示されているが、製造コストが高くなり
がちであることや、得られる圧縮強度はまだ十分でない
などの問題があった。
[0006] For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-131833 discloses a method of improving the compressive strength of the carbon fiber itself in the fiber direction, but the manufacturing cost tends to be high and the obtained compressive strength is high. There were problems such as not being enough.

【0007】また、一方で、マトリックス樹脂の改良に
よる0度圧縮強度向上の試みとしては、特開平11−1
71976号公報などに開示されるような、マトリック
ス樹脂の曲げ弾性率を向上させる手法が知られており、
0度圧縮強度についてはその向上効果が認められてい
た。
On the other hand, as an attempt to improve the 0 ° compression strength by improving the matrix resin, JP-A-11-1
A method for improving the flexural modulus of a matrix resin, such as disclosed in Japanese Patent Publication No. 71976, is known.
The effect of improving the 0 ° compression strength was recognized.

【0008】しかしながら、実際の部材として使用され
る炭素繊維強化複合材料においては、繊維の方向となす
角度が0度ではなく、90度未満の一定の角度をなした
方向の圧縮応力(以下、非主軸方向の圧縮応力と記す)
が加わる場合も多い。また、設計上は0度圧縮応力が加
わると考えられる場合でも、部材の形状などに由来して
繊維配向が局部的に屈曲するといったことが起こり、そ
のような部分に圧縮応力が加わると、非主軸方向の圧縮
応力が加わることになる。例えば、ゴルフシャフトに用
いる繊維強化複合材料製管状体においては、強化繊維方
向が管状体主軸に対して25〜65度の角度で配列した
バイアス層を有する場合が多いが、このような構成の管
状体にねじり応力が加わると、このバイアス層において
は非主軸方向の圧縮応力が加わり、これがゴルフシャフ
トの折損の要因となる場合がしばしばある。
However, in the carbon fiber reinforced composite material used as an actual member, the compressive stress (hereinafter referred to as "non-existence") in the direction in which the angle with the fiber direction is not 0 degree but a constant angle of less than 90 degrees is formed. Described as compressive stress in the main axis direction)
Is often added. Even if it is considered that 0 ° compressive stress is applied in design, the fiber orientation may locally bend due to the shape of the member, and if compressive stress is applied to such a part, A compressive stress in the main axis direction will be applied. For example, a fiber-reinforced composite material tubular body used for a golf shaft often has a bias layer in which the direction of the reinforcing fibers is arranged at an angle of 25 to 65 degrees with respect to the main axis of the tubular body. When torsional stress is applied to the body, non-principal axis compressive stress is applied to the bias layer, which often causes breakage of the golf shaft.

【0009】そしてそのような場合、前記したような0
度圧縮強度を向上させるだけでは、その強度が不足する
場合があった。
In such a case, 0 as described above is used.
There is a case that the strength is insufficient only by improving the compressive strength.

【0010】さらに、昨今のゴルフクラブシャフトや釣
り竿の高性能化、高品位化に伴い、その材料である管状
体に要求される性能もますます厳しくなりつつある。か
かる管状体の軽量性能を向上させ、材料剛性、材料強度
を高めるべく、実開昭62−33872号公報、特開平
9−327536号公報に、バイアス層とストレート層
から構成されるシャフトの外周にバイアス層を設ける方
法が開示されている。
Further, as the performance and quality of golf club shafts and fishing rods have become higher and higher in recent years, the performance required for the tubular body, which is the material thereof, is becoming more and more severe. In order to improve the lightweight performance of such a tubular body and to enhance the material rigidity and the material strength, Japanese Utility Model Laid-Open No. Sho 62-33872 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-327536 disclose the outer circumference of a shaft composed of a bias layer and a straight layer. A method of providing a bias layer is disclosed.

【0011】しかし、この技術によれば、シャフトの軽
量化に対応が不十分であるか、又は、積層数が増して、
製造工程が煩雑になる等の問題があった。
[0011] However, according to this technique, the weight of the shaft is insufficiently dealt with, or the number of layers is increased,
There is a problem that the manufacturing process becomes complicated.

【0012】一方、特開平4−218179号公報に
は、ねじり強さを高めるため、強化層を配する技術が開
示されており、特開平6−114131号公報には、各
層を強化繊維の方向を基準として対称に積層する技術が
開示されている。
On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 4-218179 discloses a technique of arranging reinforcing layers in order to increase torsional strength, and Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6-114131 discloses the direction of reinforcing fibers in each layer. There is disclosed a technique of stacking layers symmetrically with respect to each other.

【0013】しかし、これら技術によれば、管状体の重
量がかさみ、また、積層数が増して製造工程も煩雑とな
るため、製造コスト的にも不利になるといった問題があ
った。
However, according to these techniques, the weight of the tubular body is large, and the number of layers is increased to complicate the manufacturing process, resulting in a disadvantage in manufacturing cost.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した問題点を解決し、ゴルフクラブシャフト等に好適に
使用できる、高いねじり強さを有する繊維強化複合材料
管状体を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a fiber-reinforced composite material tubular body having high torsional strength, which can be suitably used for a golf club shaft or the like. is there.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次の構成を有する。即ち、一方向に引き揃
えられた強化繊維と、エポキシ樹脂組成物とを含んでな
り、前記強化繊維の引張弾性率E(GPa)と加熱硬化
して得られる繊維強化複合材料の6度圧縮強度σ(MP
a)が、次式(1)と(2)を満足することを特徴とす
るプリプレグシートである。
In order to achieve the above object, the present invention has the following constitution. That is, the 6-degree compressive strength of a fiber-reinforced composite material comprising reinforced fibers aligned in one direction and an epoxy resin composition and having a tensile elastic modulus E (GPa) of the reinforced fibers and being heat-cured. σ (MP
a) is a prepreg sheet characterized by satisfying the following expressions (1) and (2).

【0016】 200GPa≦E≦950GPa ・・・(1) −3.6E+2000≦σ≦−3.6E+2600・・・(2) また、本発明は次の構成も有する。すなわち、かかるプ
リプレグシートを加熱硬化せしめて得られる繊維強化複
合材料層を含んでなる管状体であり、さらにかかる管状
体を用いてなるゴルフクラブシャフトである。
200 GPa ≦ E ≦ 950 GPa (1) −3.6E + 2000 ≦ σ ≦ −3.6E + 2600 (2) The present invention also has the following configuration. That is, it is a tubular body including a fiber-reinforced composite material layer obtained by heating and curing such a prepreg sheet, and a golf club shaft using the tubular body.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明のプリプレグシートは、強
化繊維の引張弾性率E(GPa)が次式(1)を満足す
ることが必要である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the prepreg sheet of the present invention, the tensile elastic modulus E (GPa) of the reinforcing fiber must satisfy the following expression (1).

【0018】 200GPa≦E≦950GPa ・・・(1) 200GPa未満であると、管状体に十分な剛性が得ら
れず、例えばゴルフクラブ用シャフトとして用いた場
合、ボールの方向安定性が得られない等の不都合が生じ
ることがあるので好ましくなく、950GPaを越える
と、強化繊維の圧縮強度が低くなり、管状体のねじり強
さが損なわれることがある。引張弾性率Eは次式(3)
を満足することがより好ましく、式(4)を満足するこ
とがさらに好ましい。
200 GPa ≦ E ≦ 950 GPa (1) When it is less than 200 GPa, the tubular body does not have sufficient rigidity, and for example, when it is used as a golf club shaft, directional stability of the ball cannot be obtained. This is not preferable because it may cause such inconvenience. When it exceeds 950 GPa, the compressive strength of the reinforcing fiber becomes low and the torsional strength of the tubular body may be impaired. The tensile modulus E is calculated by the following equation (3)
Is more preferable, and it is more preferable that the formula (4) is satisfied.

【0019】 200GPa≦E≦650GPa ・・・(3) 350GPa≦E≦650GPa ・・・(4) さらに、本発明では、プリプレグシートを加熱硬化して
得られる繊維強化複合材料の6度圧縮強度σ(MPa)
が、次式(2)を満足することが必要である。
200 GPa ≦ E ≦ 650 GPa (3) 350 GPa ≦ E ≦ 650 GPa (4) Further, in the present invention, the 6-degree compression strength σ of the fiber-reinforced composite material obtained by heat curing the prepreg sheet. (MPa)
However, it is necessary to satisfy the following expression (2).

【0020】 −3.6E+2000≦σ≦−3.6E+2600 ・・・(2) プリプレグシートについて上記式(1)と(2)とを同
時に満足するような特定の範囲とすることで、高い剛性
を保ちながら機械強度を向上した繊維強化複合材料が得
られ、特にゴルフシャフトなどの管状体を用いた部材の
軽量化が可能となることを本発明者らは見出したのであ
る。
-3.6E + 2000 ≦ σ ≦ −3.6E + 2600 (2) By setting the prepreg sheet in a specific range that satisfies the above formulas (1) and (2) at the same time, high rigidity is obtained. The present inventors have found that a fiber-reinforced composite material having improved mechanical strength can be obtained, and in particular, a member using a tubular body such as a golf shaft can be reduced in weight.

【0021】σが−3.6E+2000の値に満たない
と、プリプレグシートを加熱硬化して得られる繊維強化
複合材料の非主軸方向の圧縮応力に対する強度が不足
し、材料を軽量化した際の強度が不足する。また、σが
−3.6E+2600の値を超えると、マトリックス樹
脂が脆くなるなどして、得られる繊維強化複合材料の耐
衝撃性がかえって低下してしまう場合がある。
If σ is less than the value of −3.6E + 2000, the strength of the fiber-reinforced composite material obtained by heating and curing the prepreg sheet against the compressive stress in the non-main axis direction is insufficient, and the strength when the material is made lighter. Run out. Further, when σ exceeds the value of −3.6E + 2600, the matrix resin may become brittle and the impact resistance of the obtained fiber reinforced composite material may be rather deteriorated.

【0022】また、σは式(5)を満たすことがより好
ましく、式(6)を満たすことがさらに好ましい。
It is more preferable that σ satisfies the expression (5), and it is further preferable that the expression (6) is satisfied.

【0023】 −3.6E+2050≦σ≦−3.6E+2600 ・・・(5) −3.6E+2070≦σ≦−3.6E+2600 ・・・(6) 本発明のプリプレグシートの単位面積当たりの繊維重量
(以下、繊維目付という)は、好ましくは50〜200
g/m2、より好ましくは70〜150g/m2であるの
が良い。また、プリプレグシートの繊維含有率は、好ま
しくは65〜87重量%、より好ましくは70〜85重
量%であるのが良い。繊維目付が50g/m2に満たな
いと、プリプレグとしての形態保持性が不十分な場合が
あり、200g/m2を超えると強化繊維への樹脂の含
浸が不十分になる場合がある。また、繊維含有率が65
〜87重量%の範囲から外れると、軽量化を高める効果
や管状体の成形性が損なわれることがある。
−3.6E + 2050 ≦ σ ≦ −3.6E + 2600 (5) −3.6E + 2070 ≦ σ ≦ −3.6E + 2600 (6) Fiber weight per unit area of the prepreg sheet of the present invention ( Hereinafter, the fiber unit weight is preferably 50 to 200.
g / m 2, more preferably of good a 70~150g / m 2. The fiber content of the prepreg sheet is preferably 65 to 87% by weight, more preferably 70 to 85% by weight. If the fiber areal weight is less than 50 g / m 2 , the shape retention as a prepreg may be insufficient, and if it exceeds 200 g / m 2 , impregnation of the reinforcing fibers with the resin may be insufficient. The fiber content is 65
If the amount is out of the range of from about 87% by weight, the effect of increasing the weight reduction and the formability of the tubular body may be impaired.

【0024】本発明のプリプレグシートは強化繊維を一
方向に引き揃えたものである。一方向に引き揃えるとは
強化繊維束の長手方向が実質的に同方向であればよい。
The prepreg sheet of the present invention comprises reinforcing fibers aligned in one direction. "Aligning in one direction" means that the longitudinal directions of the reinforcing fiber bundles are substantially the same.

【0025】本発明のプリプレグシートにおける強化繊
維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊
維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維等が使用できる。ま
た、これらの繊維を2種以上混在させることもできる。
より軽量かつ高耐久性の成形品を得るためには引張弾性
率が200〜650GPaの炭素繊維を含ませるのが良
い。
As the reinforcing fibers in the prepreg sheet of the present invention, carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, boron fibers, alumina fibers, silicon carbide fibers and the like can be used. Further, two or more kinds of these fibers can be mixed.
In order to obtain a lighter and more durable molded product, it is preferable to include carbon fibers having a tensile elastic modulus of 200 to 650 GPa.

【0026】強化繊維の引張弾性率が200GPa未満
であると、管状体に十分な剛性が得られない場合があ
り、650GPaを超えると強化繊維の圧縮強度が低く
なり、管状体のねじり強さなどの強度が損なわれること
がある。
If the tensile modulus of the reinforcing fiber is less than 200 GPa, the tubular body may not have sufficient rigidity, and if it exceeds 650 GPa, the compressive strength of the reinforcing fiber becomes low, and the torsional strength of the tubular body, etc. Strength may be impaired.

【0027】本発明に用いる強化繊維としてはアクリル
系、ピッチ系、レーヨン系等の炭素繊維が挙げられる
が、中でも、引張強度の高いアクリル系の炭素繊維が好
ましい。炭素繊維の形態としては、前駆体繊維に撚りを
かけて焼成して得られる炭素繊維、いわゆる有撚糸、そ
の有撚糸の撚りを解いた炭素繊維、いわゆる解撚糸、前
駆体繊維に実質的に撚りをかけずに熱処理を行う無撚糸
などが使用できるが、無撚糸又は解撚糸が、繊維強化複
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、プリプレグシート同士の接着性などの取
扱性の面からは無撚糸が好ましい。また、本発明におけ
る炭素繊維は、黒鉛繊維も含むことができる。
Examples of the reinforcing fiber used in the present invention include acrylic, pitch and rayon carbon fibers. Among them, acrylic carbon fiber having high tensile strength is preferable. As the form of carbon fiber, carbon fiber obtained by twisting and firing precursor fiber, so-called twisted yarn, untwisted carbon fiber of the twisted yarn, so-called untwisted yarn, substantially twisted precursor fiber Although untwisted yarns that are heat-treated without heat treatment can be used, untwisted yarns or untwisted yarns are preferable in consideration of the balance between the formability and strength characteristics of the fiber-reinforced composite material. Furthermore, handling such as adhesion between prepreg sheets Untwisted yarns are preferred from the viewpoint of properties. Further, the carbon fiber in the present invention may also include graphite fiber.

【0028】本発明の炭素繊維は、エポキシ樹脂組成物
の樹脂硬化物との接着性を高め、繊維強化複合材料の非
主軸方向の圧縮応力に対する強度特性を向上させるた
め、炭素繊維の表面に、エポキシ基、水酸基、アクリレ
ート基、メタクリレート基、カルボキシル基、カルボン
酸無水物基から選ばれる少なくとも一種の官能基を有す
るサイジング剤を付着してなることが好ましい。これら
官能基を有するサイジング剤を炭素繊維に付着させるこ
とで、炭素繊維表面の官能基、および樹脂硬化物のポリ
マーネットワーク中の官能基との間で化学結合、あるい
は水素結合などの非共有結合による相互作用を生じ、炭
素繊維と樹脂硬化物との接着性を高めることができる。
The carbon fiber of the present invention enhances the adhesiveness of the epoxy resin composition to the resin cured product and improves the strength characteristics of the fiber reinforced composite material against compressive stress in the non-main axis direction. It is preferable to attach a sizing agent having at least one functional group selected from an epoxy group, a hydroxyl group, an acrylate group, a methacrylate group, a carboxyl group and a carboxylic acid anhydride group. By attaching the sizing agent having these functional groups to the carbon fiber, a chemical bond or a non-covalent bond such as a hydrogen bond is formed between the functional group on the carbon fiber surface and the functional group in the polymer network of the cured resin. It is possible to cause an interaction and enhance the adhesiveness between the carbon fiber and the resin cured product.

【0029】さらに、かかるサイジング剤としては、炭
素繊維と樹脂硬化物との接着性を高めるため、また、炭
素繊維にサイジング剤を付着させる工程で溶媒として水
を使用する場合にはその取扱が容易になることなどの点
から、水溶性であることが好ましい。
Further, as such a sizing agent, in order to enhance the adhesion between the carbon fiber and the resin cured product, and when water is used as a solvent in the step of attaching the sizing agent to the carbon fiber, the handling thereof is easy. It is preferably water-soluble from the standpoint of becoming

【0030】前記サイジング剤を付着した炭素繊維を製
造する方法としては、例えば、サイジング剤を溶解又は
分散させたサイジング液中に炭素繊維を通過させること
で炭素繊維表面に付着させ、その後加熱して溶媒を除去
する方法があり、好適に用いることができる。
As a method for producing the carbon fiber having the sizing agent attached thereto, for example, the carbon fiber is caused to pass through a sizing solution in which the sizing agent is dissolved or dispersed so as to be attached to the surface of the carbon fiber, and then heated. There is a method of removing the solvent, which can be preferably used.

【0031】本発明のサイジング剤に含ませることがで
きるエポキシ基を有する化合物の例としては、ビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂およびその水素添加物、ビスフ
ェノールF型エポキシ樹脂およびその水素添加物、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型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ
樹脂、レゾルシノール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、ジグリシジルアニリン、o−トルイ
ジンのジグリシジルアミン、9,9−ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)フルオレンのジグリシジルエーテル、分
子内にオキサゾリドン環を有するイソシアネート変性エ
ポキシ樹脂、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、ヘキサヒドロフタル酸ジグ
リシジルエステル、ヘキサヒドロ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、1,
4−ジ−tert−ブチル−2,5−ビス(2,3−エ
ポキシプロポキシ)−ベンゼン、2,2’−ジメチル−
4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ−tert−ブ
チルジフェニルスルフィドとクロロメチルオキシランと
の反応生成物、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメ
チルフェノール)とクロロメチルオオキシランとの反応
生成物、分子内に2個以上の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、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および
その誘導体、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およびその誘導体、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ーテル、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、これらを単独または複数組み合わせて用いることが
できる。
Examples of compounds having an epoxy group that can be contained in the sizing agent of the present invention include bisphenol A type epoxy resins and hydrogenated products thereof, bisphenol F type epoxy resins and hydrogenated products thereof, and bisphenol S type epoxy resins. Resin, tetrabromobisphenol A type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, resorcinol diglycidyl ether, hydroquinone diglycidyl ether, 4,4′-dihydroxy-
3,3 ′, 5,5′-tetramethylbiphenyl diglycidyl ether, diglycidyl ether of 1,6-dihydroxynaphthalene, diglycidylaniline, diglycidylamine of o-toluidine, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) ) Diglycidyl ether of fluorene, isocyanate-modified epoxy resin having oxazolidone ring in the molecule, diglycidyl phthalate ester, diglycidyl terephthalate ester, diglycidyl ester hexahydrophthalate, diglycidyl ester hexahydroterephthalate, dimer acid dimer Glycidyl ester, 1,
4-di-tert-butyl-2,5-bis (2,3-epoxypropoxy) -benzene, 2,2'-dimethyl-
Reaction product of 4,4′-dihydroxy-5,5′-di-tert-butyldiphenyl sulfide and chloromethyloxirane, 4,4′-methylenebis (2,6-dimethylphenol) and chloromethyloxirane Reaction products, polyepoxides obtained by oxidizing a compound having two or more double bonds in the molecule, triglycidyl ether of tris (p-hydroxyphenyl) methane and its derivatives, tetrakis (p-hydroxyphenyl) ethane Tetraglycidyl ether and its derivatives, triglycidyl ether of glycerin, tetraglycidyl ether of pentaerythritol, glycidyl ether of novolak obtained from phenol derivatives such as phenol, alkylphenol and halogenated phenol, tetraglycidyl diamid Diphenylmethane, tetraglycidyl -m- xylylenediamine, triglycidyl -m
-Aminophenol, triglycidyl-p-aminophenol, triglycidyl isocyanurate and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.

【0032】本発明のサイジング剤に含ませることがで
きる水酸基を有する化合物の例としては、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、
ジプロピレングリコール、ポリプロプレングリコール、
2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタ
ンジオール、ネオペンチルグリコール、水素化ビスフェ
ノールA、1,4−ブタンジオール、ビスフェノールA
とプロプレンオキシドまたはエチレンオキシドの付加
物、1,2,3,4−テトラヒドロキシブタン、グリセ
リン、トリメチロールプロパン、ソルビトール、1,3
−プロパンジオール、1,2−シクロヘキサングリコー
ル、1,3−シクロヘキサングリコール、1,4−シク
ロヘキサングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタ
ノール、パラキレングリコール、ビシクロヘキシル−
4,4’−ジオール、2,6−デカリングリコール、
2,7−デカリングリコールなどの脂肪族アルコール、
グルコース、フルクトースなどの糖類などが挙げられ、
これらを単独又は複数組み合わせて用いることができ
る。
Examples of the compound having a hydroxyl group which can be contained in the sizing agent of the present invention include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol,
Dipropylene glycol, polypropylene glycol,
2-methyl-1,3-propanediol, 1,3-butanediol, neopentyl glycol, hydrogenated bisphenol A, 1,4-butanediol, bisphenol A
And propylene oxide or ethylene oxide adduct, 1,2,3,4-tetrahydroxybutane, glycerin, trimethylolpropane, sorbitol, 1,3
-Propanediol, 1,2-cyclohexane glycol, 1,3-cyclohexane glycol, 1,4-cyclohexane glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, paraxylene glycol, bicyclohexyl-
4,4'-diol, 2,6-decalin glycol,
Aliphatic alcohols such as 2,7-decalin glycol,
Glucose, sugars such as fructose and the like,
These can be used alone or in combination.

【0033】本発明のサイジング剤に含ませることがで
きるアクリレート基またはメタクリレート基を有する化
合物の例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メ
タ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸t−ブチ
ル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル
酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メ
タ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル
酸ラウリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メ
タ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ステアリ
ル、(メタ)アクリル酸トリデシル、ジシクロペンテニ
ロキシエチル(メタ)アクリレート、エチレングリコー
ルモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、エチレン
グリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、
エチレングリコールモノブチルエーテル(メタ)アクリ
レート、エチレングリコールモノヘキシルエーテル(メ
タ)アクリレート、エチレングリコールモノ2−エチル
ヘキシルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレング
リコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジ
エチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリ
レート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(メ
タ)アクリレート、ジエチレングリコールモノヘキシル
エーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール
モノ2−エチルヘキシルエーテル(メタ)アクリレー
ト、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(メ
タ)アクリレート、ジプロプレングリコールモノエチル
エーテル(メタ)アクリレート、ジプロプレングリコー
ルモノブチルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロプ
レングリコールモノヘキシルエーテル(メタ)アクリレ
ート、ジプロプレングリコールモノ2−エチルヘキシル
エーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコー
ルモノ(メタ)アクリレート、ポリプロプレングリコー
ルモノ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ジプロプレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)
アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メ
タ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジ(メ
タ)アクリロキシプロパン、2,2−ビス[4−(メタ
クリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビ
ス[4−(メタクリロキシジエトキシ)フェニル]プロ
パン、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ
(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート
などが挙げられ、これらを単独または複数組み合わせて
用いることができる。
Examples of the compound having an acrylate group or a methacrylate group which can be contained in the sizing agent of the present invention include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, N-Butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) ) Benzyl acrylate, stearyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate, ethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate, ethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate,
Ethylene glycol monobutyl ether (meth) acrylate, ethylene glycol monohexyl ether (meth) acrylate, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether (meth) acrylate, diethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate, diethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, diethylene glycol mono Butyl ether (meth) acrylate, diethylene glycol monohexyl ether (meth) acrylate, diethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether (meth) acrylate, dipropylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate, dipropylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, dipropylene glycol Monobutyl ether (Meth) acrylate, dipropylene glycol monohexyl ether (meth) acrylate, dipropylene glycol mono-2-ethylhexyl ether (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) Acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth)
Acrylate, polytetramethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 2-hydroxy-1,3-di (meth) acryloxy Propane, 2,2-bis [4- (methacryloxyethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (methacryloxydiethoxy) phenyl] propane, polyester (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, urethane (Meth) acrylate and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.

【0034】本発明のサイジング剤に含ませることがで
きるカルボキシル基またはカルボン酸無水物基を有する
化合物の例としては、ドデセニルコハク酸、ポリアジピ
ン酸、ポリアゼライン酸、ポリセバシン酸、フタル酸、
メチルテトラヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタ
ル酸、メチルハイミック酸、ヘキサヒドロフタル酸、テ
トラヒドロフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸
およびこれらの酸無水物が挙げられ、これらを単独また
は複数組み合わせて用いることができる。
Examples of the compound having a carboxyl group or a carboxylic acid anhydride group that can be contained in the sizing agent of the present invention include dodecenylsuccinic acid, polyadipic acid, polyazelaic acid, polysebacic acid, phthalic acid,
Examples include methyltetrahydrophthalic acid, methylhexahydrophthalic acid, methylhymic acid, hexahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, and acid anhydrides thereof, which may be used alone or in combination of two or more. be able to.

【0035】本発明に用いる炭素繊維には、サイジング
剤を0.1〜2重量%、好ましくは0.5〜1.5重量
%、さらに好ましくは0.5〜1.2重量%付着させる
ことができる。
A sizing agent is attached to the carbon fiber used in the present invention in an amount of 0.1 to 2% by weight, preferably 0.5 to 1.5% by weight, more preferably 0.5 to 1.2% by weight. You can

【0036】かかるサイジング剤の付着量が2重量%を
超えると、プリプレグシートの作製時における単繊維の
拡がり性が不十分となり、プリプレグシート中ひいては
成形後の繊維強化複合材料中にボイド等の欠陥が生じや
すくなるため、十分な強度特性が発揮されない場合があ
る。
When the amount of the sizing agent attached is more than 2% by weight, the spreadability of the single fiber during the preparation of the prepreg sheet becomes insufficient, and defects such as voids are formed in the prepreg sheet and by extension, in the fiber-reinforced composite material after molding. May occur, so that sufficient strength characteristics may not be exhibited.

【0037】一方、サイジング剤の量が0.1重量%未
満であると、接着性向上効果が十分でなかったり、炭素
繊維を取り扱う際に毛羽が発生しやすい場合がある。
On the other hand, if the amount of the sizing agent is less than 0.1% by weight, the effect of improving the adhesiveness may not be sufficient, or fluff may easily occur when handling the carbon fiber.

【0038】本発明のプリプレグシートに用いるエポキ
シ樹脂組成物は、これを加熱硬化して得られる樹脂硬化
物の圧縮弾性率について、優れた材料強度を発現するた
めに、2.4〜4.0GPaであることが好ましく、
2.7〜3.5GPaがより好ましく、2.8〜3.3
GPaがさらに好ましい。かかる圧縮弾性率が2.4G
Pa未満であると圧縮応力に対する耐力が不足して材料
強度が不十分となったり、4.0GPaを超えると樹脂
硬化物が脆くなる、あるいは材料中の残留熱応力が大き
くなるなどして、得られる繊維強化複合材料の耐衝撃
性、引張強度などが低下することがある。
The epoxy resin composition used for the prepreg sheet of the present invention has a compressive elastic modulus of a resin cured product obtained by heating and curing the prepreg sheet, and in order to exhibit excellent material strength, it is 2.4 to 4.0 GPa. Is preferred,
2.7-3.5 GPa is more preferable and 2.8-3.3.
GPa is more preferred. Such compression elastic modulus is 2.4 G
If it is less than Pa, the yield strength against the compressive stress is insufficient and the material strength becomes insufficient, and if it exceeds 4.0 GPa, the cured resin product becomes brittle, or the residual thermal stress in the material becomes large, and so on. The impact resistance, tensile strength, etc. of the fiber-reinforced composite material to be used may decrease.

【0039】かかる樹脂圧縮弾性率を指標とすること
で、曲げ弾性率や引張弾性率よりも、圧縮モードでの材
料強度特性をより精度良く制御することができる。
By using the resin compression elastic modulus as an index, the material strength characteristics in the compression mode can be controlled more accurately than the bending elastic modulus and the tensile elastic modulus.

【0040】ここで、本発明における樹脂硬化物の圧縮
弾性率は、一辺の長さが6±0.2mmの立方体になる
ように樹脂硬化物から切り出した試験片について、試験
速度1±0.2mm/分で、他の条件はJIS K71
81に基づいて測定されるものである。
Here, the compression elastic modulus of the resin cured product in the present invention is a test speed of 1 ± 0. 0 for a test piece cut out from the resin cured product so as to be a cube having a side length of 6 ± 0.2 mm. 2 mm / min, other conditions are JIS K71
It is measured based on 81.

【0041】ここで、本発明における圧縮弾性率は、J
IS K7181に基づき、下記式(7)によって算出
される値である。
Here, the compressive elastic modulus in the present invention is J
It is a value calculated by the following equation (7) based on IS K7181.

【0042】 Ec=(σ2−σ1)/(ε2−ε1)…(7) (ただし、Ecは圧縮弾性率、σ1,σ2はそれぞれ圧
縮歪みε1、ε2において測定され、式(8)により算
出される圧縮応力、ε1、ε2は式(9)により算出さ
れる圧縮歪みであって、ε1=0.05%、ε2=0.
25%である。) σ=F/A …(8) (ただし、σは圧縮応力、Fは圧縮荷重、Aは試験片の
初めの平均断面積を表す。) ε(%)=100×ΔL/L0 …(9) (ただし、L0は試験片に付けた初めの標線間距離、Δ
Lは標線間距離の減少量を表す。) かかる圧縮試験に供する樹脂硬化物は、100〜200
℃の範囲から選ばれる一定の温度で90分間加熱処理す
ることによって得られるものである。
Ec = (σ2-σ1) / (ε2-ε1) (7) (where Ec is the compressive elastic modulus, σ1 and σ2 are measured at the compressive strains ε1 and ε2, respectively, and are calculated by the equation (8). The compressive stresses ε1 and ε2 are compression strains calculated by the equation (9), and ε1 = 0.05% and ε2 = 0.
25%. ) Σ = F / A (8) (where, σ represents compressive stress, F represents compressive load, and A represents the initial average cross-sectional area of the test piece) ε (%) = 100 × ΔL / L0 (9) ) (However, L0 is the distance between the first marked lines on the test piece, Δ
L represents the amount of decrease in the distance between the marked lines. ) The resin cured product used in the compression test is 100 to 200.
It is obtained by heat treatment for 90 minutes at a constant temperature selected from the range of ° C.

【0043】本発明のプリプレグに用いるエポキシ樹脂
組成物は、下記構成要素(A)および(B)を含んでな
るものである。
The epoxy resin composition used for the prepreg of the present invention comprises the following constituent elements (A) and (B).

【0044】本発明の構成要素(A)は、1分子内に2
個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂で構成される
ものである。
The constituent element (A) of the present invention contains 2 in one molecule.
It is composed of an epoxy resin having one or more epoxy groups.

【0045】構成要素(A)に用いることができる分子
内に2個のエポキシ樹脂を有するエポキシ樹脂、すなわ
ち2官能性の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
およびその水素添加物、ビスフェノールF型エポキシ樹
脂およびその水素添加物、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、
ビスフェノールADから得られるビスフェノールAD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、アニリンのジグリシジルアミン、o-トルイジンのジ
グリシジルアミン、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、分子内にオキサ
ゾリドン環を有するイソシアネート変性エポキシ樹脂、
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、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエス
テル、ヘキサヒドロ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、1,4-ジ-tert-ブ
チル-2,5-ビス(2,3-エポキシプロポキシ)-ベンゼン、
2,2'-ジメチル-4,4'-ジヒドロキシ-5,5'-ジ-tert-ブチ
ルジフェニルスルフィドとクロロメチルオキシランとの
反応生成物、4,4'-メチレンビス(2,6-ジメチルフェノ
ール)とクロロメチルオキシランとの反応生成物、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、これらを単独または組み
合わせて用いることができる。
Specific examples of the epoxy resin having two epoxy resins in the molecule which can be used as the constituent element (A), that is, a bifunctional epoxy resin, include bisphenol A type epoxy resins obtained from bisphenol A and The hydrogenated product, bisphenol F type epoxy resin and its hydrogenated product, bisphenol S type epoxy resin obtained from bisphenol S, and bisphenol type epoxy resin such as tetrabromobisphenol A type epoxy resin obtained from tetrabromobisphenol A,
Bisphenol AD type epoxy resin obtained from bisphenol AD, resorcin diglycidyl ether, hydroquinone diglycidyl ether, 4,4′-dihydroxy-3,
3 ', 5,5'-Tetramethylbiphenyl diglycidyl ether, 1,6-dihydroxynaphthalene diglycidyl ether, aniline diglycidyl amine, o-toluidine diglycidyl amine, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) )
Diglycidyl ether of fluorene, isocyanate modified epoxy resin having oxazolidone ring in the molecule,
Phthalic acid diglycidyl ester, terephthalic acid diglycidyl ester, hexahydrophthalic acid diglycidyl ester, hexahydroterephthalic acid diglycidyl ester, dimer acid diglycidyl ester, 1,4-di-tert-butyl-2,5-bis ( 2,3-epoxypropoxy) -benzene,
Reaction product of 2,2'-dimethyl-4,4'-dihydroxy-5,5'-di-tert-butyldiphenyl sulfide and chloromethyloxirane, 4,4'-methylenebis (2,6-dimethylphenol) And a chloromethyloxirane reaction product, a polyepoxide obtained by oxidizing a compound having two double bonds in the molecule, and the like, and these can be used alone or in combination.

【0046】これら2官能性エポキシ樹脂の中でも、樹
脂硬化物に高い圧縮弾性率を付与するために、ビスフェ
ノールF型エポキシ樹脂、1,6-ジヒドロキシナフタレン
のジグリシジルエーテル、アニリンのジグリシジルアミ
ン、o-トルイジンのジグリシジルアミン、分子内にオキ
サゾリドン環を有するイソシアネート変性エポキシ樹
脂、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、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジル
エステル、ヘキサヒドロテレフタル酸ジグリシジルエス
テルからなる群より選ばれる少なくとも一種のエポキシ
樹脂を、構成要素(A)100重量%中10〜100重
量%含ませることが好ましく、20〜100重量%含ま
せることがより好ましい。かかる配合比が10重量%未
満であると樹脂硬化物の圧縮弾性率向上効果が十分でな
い場合がある。
Among these bifunctional epoxy resins, bisphenol F type epoxy resin, diglycidyl ether of 1,6-dihydroxynaphthalene, diglycidyl amine of aniline, and -From the group consisting of diglycidylamine of toluidine, isocyanate-modified epoxy resin having oxazolidone ring in the molecule, diglycidyl phthalate, diglycidyl terephthalate, diglycidyl hexahydrophthalate, diglycidyl hexahydroterephthalate At least one kind of epoxy resin selected is preferably contained in an amount of 10 to 100% by weight in 100% by weight of the constituent element (A), more preferably 20 to 100% by weight. If the compounding ratio is less than 10% by weight, the effect of improving the compression elastic modulus of the cured resin may not be sufficient.

【0047】また、構成要素(A)には樹脂硬化物の圧
縮弾性率向上や、耐熱性向上などのために、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
ませることができる。
Further, the constituent element (A) contains 2 parts in the molecule in order to improve the compression elastic modulus and heat resistance of the cured resin.
Polyfunctional epoxy resins having more than one epoxy group can be included.

【0048】多官能エポキシ樹脂としては特に限定され
ないが、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およびその誘導体、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
ルおよびその誘導体、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
等を用いることができる。
The polyfunctional epoxy resin is not particularly limited, but triglycidyl ether of tris (p-hydroxyphenyl) methane and its derivative, tetrakis (p-
Hydroxyphenyl) ethane tetraglycidyl ether and its derivatives, glycerin triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, novolak glycidyl esters, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, tetraglycidyl esters obtained from phenol derivatives such as phenol and alkylphenols and halogenated phenols. Glycidyl m-xylylenediamine,
Triglycidyl-m-aminophenol, triglycidyl-
P-aminophenol, triglycidyl isocyanurate, etc. can be used.

【0049】これら多官能エポキシ樹脂は構成要素
(A)100重量%中0〜50重量%含ませるのが良
く、より好ましくは0〜30重量%、さらに好ましくは
5〜20重量%含ませることができる。多官能エポキシ
を含ませる量が50重量%を超えると、樹脂硬化物が脆
くなってしまう場合がある。
These polyfunctional epoxy resins are preferably contained in 0 to 50% by weight, more preferably 0 to 30% by weight, and further preferably 5 to 20% by weight based on 100% by weight of the constituent element (A). it can. If the amount of the polyfunctional epoxy contained exceeds 50% by weight, the cured resin product may become brittle.

【0050】本発明の構成要素(B)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を用い
ることができる。
As the curing agent for the constituent (B) of the present invention, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, m-phenylenediamine, m- Aromatic amines having active hydrogen such as xylylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, isophoronediamine,
Aliphatic amines having active hydrogen such as bis (aminomethyl) norbornane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, and dimer acid ester of polyethyleneimine, epoxy compounds, acrylonitrile, phenol and formaldehyde in amines having these active hydrogens, Modified amines obtained by reacting compounds such as thiourea, dimethylaniline, dimethylbenzylamine, tertiary amines without active hydrogen such as 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol and 1-substituted imidazole , Carboxylic acid anhydrides such as dicyandiamide, tetramethylguanidine, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylnadic acid anhydride, adipic hydrazide and naphthalenedicarboxylic acid Use of polycarboxylic acid hydrazide such as dolazide, polyphenol compound such as novolac resin, polymercaptan such as ester of thioglycolic acid and polyol, Lewis acid complex such as boron trifluoride ethylamine complex, aromatic sulfonium salt, etc. You can

【0051】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、本発明に用いることができる。
These curing agents may be combined with a suitable curing aid for enhancing the curing 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 the combination of the above as a curing aid, and the like can be used in the present invention.

【0052】本発明のエポキシ樹脂組成物においては、
前記構成要素(A)、(B)の他に、低分子有機化合
物、オリゴマー、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 epoxy resin composition of the present invention,
In addition to the components (A) and (B), other components such as low molecular weight organic compounds, oligomers, polymer compounds, organic or inorganic particles can be included.

【0053】本発明のエポキシ樹脂組成物に配合できる
低分子有機化合物添加剤としては、分子内にアミド基、
ウレタン基、イミド基、スルホンアミド基などの水素結
合性官能基と、構成要素(A)のエポキシ樹脂または構
成要(B)の硬化剤と反応する官能基をそれぞれ有する
化合物があげられ、これらを配合することで、樹脂硬化
物の靭性や塑性変形能力を著しく損なうことなく圧縮弾
性率を高めることが可能である。
The low molecular weight organic compound additive that can be incorporated into the epoxy resin composition of the present invention includes amide groups in the molecule,
Examples thereof include compounds having a hydrogen-bonding functional group such as a urethane group, an imide group, and a sulfonamide group, and a functional group that reacts with the epoxy resin of the component (A) or the curing agent of the component (B). By blending, it is possible to increase the compression elastic modulus without significantly impairing the toughness and plastic deformability of the cured resin.

【0054】かかる低分子有機化合物の例としては、N
−グリシジルフタルイミド、アクリルアミド、N,N’-
ジメチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリンなど
が挙げられる。
Examples of such low molecular weight organic compounds include N
-Glycidyl phthalimide, acrylamide, N, N'-
Examples thereof include dimethylacrylamide and acryloylmorpholine.

【0055】本発明のエポキシ樹脂組成物に配合できる
オリゴマーとしては、ポリエステル骨格およびポリウレ
タン骨格を有するポリエステルポリウレタン、ポリエス
テル骨格およびポリウレタン骨格を有し、さらに分子鎖
末端に(メタ)アクリレート基を有するウレタン(メ
タ)アクリレート、インデン系オリゴマーなどが挙げら
れる。なお、ここでポリエステルポリウレタンは、エポ
キシ樹脂組成物を硬化する際に、その分子鎖中のエステ
ル基が、構成要素(B)の硬化剤、特にアミノ基などの
活性水素を有する硬化剤と反応する。
The oligomer that can be blended in the epoxy resin composition of the present invention includes polyester polyurethane having a polyester skeleton and a polyurethane skeleton, urethane having a polyester skeleton and a polyurethane skeleton, and a urethane (meth) acrylate group at the terminal of the molecular chain ( Examples thereof include (meth) acrylates and indene-based oligomers. Here, in the polyester polyurethane, when the epoxy resin composition is cured, the ester group in the molecular chain thereof reacts with the curing agent of the constituent element (B), particularly the curing agent having active hydrogen such as amino group. .

【0056】本発明のエポキシ樹脂組成物に配合できる
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
御やプリプレグシートの取扱い性制御、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 that can be incorporated into the epoxy resin composition of the present invention. By blending the thermoplastic resin, the effect of controlling the viscosity of the resin, controlling the handleability of the prepreg sheet, or improving the adhesiveness is enhanced, which is preferable.

【0057】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 that 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.

【0058】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組成物100重量部に対して1〜2
0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 thermoplastic resin is contained in an amount of 1 to 2 with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin composition.
It is preferable to contain 0 part by weight from the viewpoint that the epoxy resin composition is provided with appropriate viscoelasticity and good physical properties of the composite material are obtained.

【0059】構成要素(A)、(B)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シートに
用い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0.5Hz、50℃での貯蔵弾性率G’が300
〜50000Paであることが好ましい。G’が300
Pa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。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。
このような粘弾性は、構成要素(A)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。
Regarding the viscoelasticity of the uncured epoxy resin composition used for the prepreg sheet of the present invention, which comprises the constituents (A) and (B) and, if necessary, other components, the prepreg can be handled well. In order to obtain the property, the storage elastic modulus G'at a measurement frequency of 0.5 Hz and 50 ° C is 300.
It is preferable to be ˜50,000 Pa. G'is 300
If it is less than Pa, the adhesive strength between the surfaces of the prepreg (hereinafter referred to as the adhesive strength of the prepreg) is weak, and in the prepreg laminating step, the laminated prepregs may be easily peeled off to hinder the laminating work. is there. Further, when G'exceeds 50000 Pa, the flexibility of the prepreg may be deteriorated, the shapeability on the curved surface may not be sufficient, and the impregnating property into the reinforcing fiber may be deteriorated.
Such viscoelasticity is achieved by optimizing the type and mixing ratio of the epoxy resin component contained in the constituent element (A), or by adding an appropriate amount of the thermoplastic resin.

【0060】ここで、測定周波数0.5Hz、50℃で
の貯蔵弾性率G’は、粘弾性測定装置を用いて、一定の
速度で温度を昇温しながら、一定間隔で動的粘弾性測定
をする方法により、求めることができる。粘弾性測定装
置を用いた温度−粘度測定の一例として、レオメトリッ
ク・サイエンティフィック・エフ・イー製、粘弾性測定
装置 型番:ARESにて、0.2〜1.5mmの一定
間隔の2枚の平行平板に試料を挟み、測定開始温度25
℃、1.5℃/分昇温、測定周波数0.5Hz、データ
取り込み間隔15秒で測定し、試料温度50±0.3℃
での測定値を50℃での貯蔵弾性率G’とする方法が挙
げられる。
Here, the storage elastic modulus G'at a measuring frequency of 0.5 Hz and 50 ° C. is measured by a viscoelasticity measuring device at a constant interval while increasing the temperature at a constant rate. It can be determined by the method of As an example of temperature-viscosity measurement using a viscoelasticity measuring device, Rheometric Scientific F.E., viscoelasticity measuring device Model No .: ARES, two pieces at a constant interval of 0.2 to 1.5 mm Place the sample on the parallel plates of the
℃, 1.5 ℃ / min temperature increase, measurement frequency 0.5Hz, data acquisition interval 15 seconds measured, sample temperature 50 ± 0.3 ℃
A method in which the storage modulus G ′ at 50 ° C. is used as the measured value at 50 ° C.

【0061】本発明のプリプレグは、例えば樹脂組成物
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 resin composition is dissolved in a solvent such as methyl ethyl ketone or methanol to have a low viscosity and impregnated, or a hot melt method in which a resin composition is reduced in viscosity by heating and impregnated. can do.

【0062】ウェット法では、強化繊維を樹脂組成物を
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, a prepreg can be obtained by immersing the reinforcing fiber in a liquid containing a resin composition, pulling it up, and evaporating the solvent using an oven or the like.

【0063】ホットメルト法では、加熱により低粘度化
した樹脂組成物を直接強化繊維に含浸させる方法、ある
いは一旦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、ついで強化繊維の両側あるい
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, the reinforcing fiber is directly impregnated with the resin composition whose viscosity has been lowered by heating, or a film in which the resin composition is once coated on release paper is first prepared, and then the reinforcing fiber is prepared. 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.

【0064】また、プリプレグの製造方法においては、
強化繊維に樹脂を含浸する工程において、樹脂組成物が
到達する最高温度が70℃〜150℃の範囲であること
が必要であり、さらには80〜130℃であることが好
ましい。かかる最高温度が150℃を超えると樹脂組成
物中で構成要素(A)と(B)との反応が部分的に進行
し、プリプレグとしての取り扱い性を損なう場合があ
り、また70℃未満であると十分な含浸が困難となる場
合がある。
Further, in the method of manufacturing a prepreg,
In the step of impregnating the reinforcing fibers with the resin, the maximum temperature reached by the resin composition needs to be in the range of 70 ° C to 150 ° C, and more preferably 80 to 130 ° C. When the maximum temperature exceeds 150 ° C, the reaction between the constituent elements (A) and (B) partially proceeds in the resin composition, which may impair the handleability as a prepreg, and is less than 70 ° C. If so, sufficient impregnation may be difficult.

【0065】本発明の管状体は、複数のプリプレグシー
トを積層し、加熱硬化せしめることで得られるものであ
り、プリプレグシートを所定の形状に切り出し、これを
芯金(マンドレル)に巻き付けた後、ラッピングテープ
を巻き付け、硬化炉等で成形した後、脱芯してラッピン
グテープを除去するシートワインド法により製造でき
る。
The tubular body of the present invention is obtained by laminating a plurality of prepreg sheets and heat-curing the prepreg sheets. The prepreg sheets are cut into a predetermined shape and wound around a cored bar (mandrel). It can be manufactured by a sheet winding method in which a wrapping tape is wrapped, molded in a curing oven or the like, and then decoreed to remove the wrapping tape.

【0066】ここに、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、内圧成形法等を用いることができる。
Here, in the method of applying heat and pressure,
A press molding method, an autoclave molding method, a bagging molding method, an internal pressure molding method or the like can be used.

【0067】この内圧成形法は、熱可塑性樹脂のチュー
ブ等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し成形する
方法である。ゴルフクラブシャフト、野球用バット、テ
ニスやバトミントン等のラケットのような複雑な形状物
を成形する際に好適に用いられる。
In this 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, this is a method of heating and molding the die. It is preferably used when molding a complicated shape object such as a golf club shaft, a baseball bat, or a racket such as tennis or badminton.

【0068】本発明の管状体は、適度な曲げ、およびね
じり剛性を同時に具備させるため、強化繊維方向が管状
体主軸に対して25〜65度の角度で配列したバイアス
層と、該バイアス層の外周側に積層してなる、強化繊維
方向が管状体主軸に対して0〜20度の角度で配列した
ストレート層を含んでなることが好ましい。
The tubular body of the present invention has a bias layer in which the direction of the reinforcing fibers is arranged at an angle of 25 to 65 degrees with respect to the main axis of the tubular body in order to provide appropriate bending and torsional rigidity at the same time, and the bias layer of the bias layer. It is preferable to include a straight layer that is laminated on the outer peripheral side and has a reinforcing fiber direction arranged at an angle of 0 to 20 degrees with respect to the main axis of the tubular body.

【0069】本発明の管状体におけるバイアス層は、管
状体の主軸に対する強化繊維方向が25〜65度の角度
で配列していることが必要であり、好ましくは35〜5
5度であるのが良い。25〜65度の角度範囲から外れ
ると、ねじり強さが損なわれることがある。
The bias layer in the tubular body of the present invention needs to be arranged at an angle of 25 to 65 degrees with respect to the main axis of the tubular body, preferably 35 to 5 degrees.
It should be 5 degrees. If it deviates from the angle range of 25 to 65 degrees, the torsional strength may be impaired.

【0070】また、管状体主軸に対し強化繊維方向が互
いに軸対称をなす、2層構造のバイアス層を備えていて
も良い。
Further, a bias layer having a two-layer structure in which the directions of the reinforcing fibers are axially symmetrical with respect to the main axis of the tubular body may be provided.

【0071】バイアス層の繊維体積含有率は55〜80
%が好ましく、65〜75%がより好ましい。ここで、
繊維体積含有率Vf(体積%)は、繊維重量含有率Wf
(重量%)と強化繊維の密度ρf(g/cm3)及び複合
材料の密度ρc(g/cm3)から下記式(10)により
求められる。
The fiber volume content of the bias layer is 55-80.
% Is preferable, and 65 to 75% is more preferable. here,
The fiber volume content Vf (volume%) is the fiber weight content Wf.
(% By weight), the density ρf (g / cm 3 ) of the reinforcing fiber, and the density ρc (g / cm 3 ) of the composite material are calculated by the following formula (10).

【0072】Vf=Wf×ρc/ρf…(10) なお、繊維重量含有率Wfは、繊維強化複合材料中の樹
脂硬化物(マトリックス樹脂)をバーナーの炎などで燃
焼除去して繊維量を計量する燃焼法や熱濃硫酸で樹脂硬
化物を除去して繊維量を計量する硫酸分解法により求め
ることができる。
Vf = Wf × ρc / ρf (10) The fiber weight content Wf is determined by measuring the amount of fiber by burning and removing the resin cured product (matrix resin) in the fiber reinforced composite material with a burner flame or the like. It can be determined by a combustion method or a sulfuric acid decomposition method in which the resin amount is removed with hot concentrated sulfuric acid and the amount of fiber is measured.

【0073】バイアス層のボイド(空隙)の含有率Vv
(体積%)は、ねじり強さを維持する観点から、好まし
くは5体積%未満、より好ましくは3体積%未満、さら
に好ましくは1体積%未満であるのが良い。
Void content of the bias layer Vv
From the viewpoint of maintaining the torsional strength, (volume%) is preferably less than 5 volume%, more preferably less than 3 volume%, and further preferably less than 1 volume%.

【0074】ここで、ボイド含有率Vv(体積%)はマ
トリックス樹脂の体積含有率Vr(体積%)、Vf、及
び樹脂の密度ρrから下記式により求められる。
Here, the void content Vv (volume%) is calculated from the following equation from the volume content Vr (volume%) of the matrix resin, Vf, and the resin density ρr.

【0075】 Vr=(100−Wf)×ρc/ρr …(11) Vv=100−(Vf+Vr) …(12) バイアス層1層あたりの厚みとしては0.01〜0.2
mmが好ましく、0.02〜0.15mmが更に好まし
い。またかかるバイアス層は2〜10層であることが好
ましく、4〜8層であるとより好ましい。
Vr = (100−Wf) × ρc / ρr (11) Vv = 100− (Vf + Vr) (12) The thickness of each bias layer is 0.01 to 0.2.
mm is preferable, and 0.02-0.15 mm is more preferable. The bias layer preferably has 2 to 10 layers, and more preferably 4 to 8 layers.

【0076】本発明の管状体において、ストレート層
は、管状体の主軸に対する強化繊維方向が0〜20度の
角度で配列していることが必要であり、好ましくは0〜
10度であるのが良い。0〜20度の範囲から外れる
と、曲げ応力に対する強度が不足することがある。
In the tubular body of the present invention, the straight layer is required to be arranged at an angle of 0 to 20 degrees with respect to the main axis of the tubular body, preferably 0 to 20 degrees.
It should be 10 degrees. If it deviates from the range of 0 to 20 degrees, the strength against bending stress may be insufficient.

【0077】ストレート層の繊維目付は、好ましくは5
0〜200g/m2、より好ましくは70〜150g/
2であるのが良い。また、ストレート層の繊維含有率
は、好ましくは65〜87重量%、より好ましくは70
〜85重量%であるのが良い。繊維目付が50〜200
g/m2の範囲を外れ、繊維含有率が65〜87重量%
の範囲から外れると、軽量化を高める効果や管状体の成
形性が損なわれることがあるので好ましくない。
The fiber basis weight of the straight layer is preferably 5
0 to 200 g / m 2 , more preferably 70 to 150 g /
It should be m 2 . The fiber content of the straight layer is preferably 65 to 87% by weight, more preferably 70% by weight.
~ 85 wt% is good. Fiber weight is 50-200
Outside the range of g / m 2 , the fiber content is 65 to 87% by weight
Outside of this range, the effect of increasing the weight and the formability of the tubular body may be impaired, which is not preferable.

【0078】なお、ストレート層のボイド含有率は、管
状体に加わる曲げ、衝撃、押し潰しの力に対する耐力を
高める観点から、好ましくは5体積%未満、より好まし
くは3体積%未満、さらに好ましくは1体積%未満であ
るのが良い。
The void content of the straight layer is preferably less than 5% by volume, more preferably less than 3% by volume, and even more preferably from the viewpoint of increasing the proof stress against bending, impact and crushing forces applied to the tubular body. It is preferably less than 1% by volume.

【0079】ストレート層1層あたりの厚みとしては
0.01〜0.15mmが好ましく、0.02〜0.1
mmが更に好ましい。またかかるストレート層は2〜8
層であることが好ましく、3〜6層であるとより好まし
い。
The thickness per straight layer is preferably 0.01 to 0.15 mm, and 0.02 to 0.1
mm is more preferable. Moreover, such a straight layer is 2 to 8
It is preferably a layer and more preferably 3 to 6 layers.

【0080】本発明の管状体において、少なくとも1層
のストレート層は、バイアス層の外周側に配する必要が
ある。ストレート層が、バイアス層の内周側のみに配さ
れていると、管状体のねじり強さが大きく損なわれるこ
とがある。
In the tubular body of the present invention, at least one straight layer needs to be arranged on the outer peripheral side of the bias layer. If the straight layer is arranged only on the inner peripheral side of the bias layer, the torsional strength of the tubular body may be greatly impaired.

【0081】本発明において、管状体を構成する積層構
造が、管状体のねじり強さを効果的に高めることができ
た理由を本発明者らは次のように考えている。管状体に
ねじり力が負荷された場合、バイアス層が荷重を主とし
て負担するが、バイアス層のプリプレグシートの巻き終
わり部分には、強化繊維が局所的に屈曲する部分が存在
することを本発明者らは見出した。管状体にねじり力が
負荷されると、この強化繊維が屈曲した部分が破壊の起
点となる場合があるために、非主軸方向の圧縮応力に対
する強度が高くなると、ねじり強さが効果的に高められ
るものと推定される。
In the present invention, the present inventors consider the reason why the laminated structure constituting the tubular body can effectively enhance the torsional strength of the tubular body as follows. When the tubular body is loaded with a twisting force, the bias layer mainly bears the load, but the present inventor has found that the winding end portion of the prepreg sheet of the bias layer has a portion where the reinforcing fiber locally bends. Found out. When a tubular body is loaded with a twisting force, the bent part of this reinforcing fiber may be the starting point of fracture, so if the strength against compressive stress in the non-main axis direction becomes higher, the torsional strength will be effectively increased. It is estimated that

【0082】本発明による管状体では、上述したバイア
ス層、ストレート層の他、様々な方向の強化繊維を含む
層を配することによって、管状体に多様な性能を具備さ
せることができる。例えば、側方からの押し潰し力(圧
壊力)に抗する耐圧壊力を備えさせるために、管状体の
主軸に対し強化繊維方向が75〜90度となる角度で配
列したフープ層を、例えばバイアス層とストレート層と
の間あるいは最内層に配することができる。
In the tubular body according to the present invention, the tubular body can be provided with various performances by arranging a layer containing reinforcing fibers in various directions in addition to the above-mentioned bias layer and straight layer. For example, in order to provide a crush resistance against a crushing force (crushing force) from the side, a hoop layer in which the reinforcing fiber direction is arranged at an angle of 75 to 90 degrees with respect to the main axis of the tubular body, for example, It can be disposed between the bias layer and the straight layer or in the innermost layer.

【0083】管状体の内径は、その用途により適宜選ぶ
ことができるが、例えばゴルフシャフトに用いる場合は
3〜15mm程度の内径とすることができる。また、か
かる管状体の内径が管状体の長手方向のいずれにおいて
も実質的に均一であるストレート形状でもよく、テーパ
ーが付いていても良い。テーパー率は5/1000〜1
2/1000が好ましい。
The inner diameter of the tubular body can be appropriately selected depending on its use, but when it is used for a golf shaft, for example, it can be an inner diameter of about 3 to 15 mm. Further, the tubular body may have a straight shape in which the inner diameter is substantially uniform in the longitudinal direction of the tubular body, or may be tapered. Taper rate is 5 / 1000-1
2/1000 is preferred.

【0084】本発明による管状体を、ゴルフクラブシャ
フトに適用する場合、シャフトのねじり破壊が、ヘッド
側の先端部より長手方向500mmまでの領域に生じる
ことが多いことから、この領域に、いわゆる補強層を配
することによって、管状体に様々な性能を発現させるこ
とができる。ここでの補強層は、管状体の主軸に対する
強化繊維の方向が好ましくは0〜65度、より好ましく
は0〜50度の角度で配列されているのが良い。
When the tubular body according to the present invention is applied to a golf club shaft, torsional fracture of the shaft often occurs in a region up to 500 mm in the longitudinal direction from the tip end on the head side. By arranging the layers, various performances can be exhibited in the tubular body. The reinforcing layer here is preferably arranged such that the direction of the reinforcing fibers with respect to the main axis of the tubular body is 0 to 65 degrees, more preferably 0 to 50 degrees.

【0085】本発明による管状体をゴルフクラブシャフ
トに使用すると、ゴルフクラブシャフトが、その全体重
量が好ましくは20〜65g、より好ましくは20〜5
0gの軽量品種であっても、ねじり強さを十分に発現で
きるようになる。さらに、本発明によるゴルフクラブシ
ャフトは、SGねじり強さが800〜3000N・m・
度、トルクが2〜7度、フレックスが40〜90mmで
あると、軽量性能と耐曲げ応力、ねじり強さの各物性の
バランスがとれたものとなるので好ましい。ゴルフシャ
フトの全体重量が20g未満であると、該シャフトに、
十分なSGねじり強さ、トルク及びフレックスが得られ
ないことがあり、シャフト折損の可能性が高まることが
ある。一方、ゴルフシャフトの全体重量が65gを越え
ると、SGねじり強さ、トルク、フレックスの各物性値
のバランス制御は容易となるが、重量がかさみ、軽量性
能が損なわれることがある。
When the tubular body according to the present invention is used for a golf club shaft, the total weight of the golf club shaft is preferably 20 to 65 g, more preferably 20 to 5 g.
Even with a lightweight product of 0 g, the torsional strength can be sufficiently exhibited. Further, the golf club shaft according to the present invention has an SG twist strength of 800 to 3000 N · m ·.
When the degree and torque are 2 to 7 degrees and the flex is 40 to 90 mm, the physical properties such as light weight performance and bending stress resistance and torsional strength are balanced, which is preferable. When the total weight of the golf shaft is less than 20 g, the golf shaft has
Sufficient SG torsional strength, torque, and flex may not be obtained, which may increase the possibility of shaft breakage. On the other hand, if the total weight of the golf shaft exceeds 65 g, the balance control of the physical properties of the SG torsional strength, torque, and flex becomes easy, but the weight is bulky and the lightweight performance may be impaired.

【0086】[0086]

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。各物性値の測定は次の方法によった。なお、物性測
定は、断りのない限り、温度23±2℃、相対湿度50
±10%のもとで行った。 <強化繊維の引張弾性率>JIS−R−7601法に従
い測定した。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples. Each physical property value was measured by the following methods. In addition, unless otherwise specified, the physical properties are measured at a temperature of 23 ± 2 ° C. and a relative humidity of 50.
It was performed under ± 10%. <Tensile Elastic Modulus of Reinforcing Fiber> Measured according to JIS-R-7601.

【0087】試験片は、含浸樹脂として脂環式エポキシ
樹脂(ERL4221、ユニオン・カーバイド日本
(株)製)/三フッ化ホウ素・モノエタノールアミン錯
体(100重量部/3重量部)の有機溶媒溶液を用いて
ストランドに含浸し、加熱硬化(130℃、35分)し
て得た。
An alicyclic epoxy resin (ERL4221, Union Carbide Japan Co., Ltd.) / Boron trifluoride / monoethanolamine complex (100 parts by weight / 3 parts by weight) as an impregnating resin was used as a test piece in an organic solvent solution. It was obtained by impregnating the strands with and curing by heating (130 ° C., 35 minutes).

【0088】測定はストランド引張試験機(定速緊張型
引張試験機)を用いて、試長200mm、引張速度60
mm/分の条件で測定した。 <樹脂硬化物の圧縮試験>樹脂組成物を80℃に加熱し
て真空ポンプにて脱泡後、モールドに注入し、130℃
で90分間加熱処理することにより、厚さ6mmの樹脂
硬化物の板を作製した。ついで、樹脂硬化物の板から一
辺の長さが6mmの立方体の試験片を切り出し試験片と
した。
The measurement was carried out using a strand tensile tester (constant speed tension type tensile tester) with a test length of 200 mm and a pulling speed of 60.
It was measured under the condition of mm / min. <Compression test of cured resin> The resin composition is heated to 80 ° C, defoamed with a vacuum pump, and then poured into a mold to obtain 130 ° C.
By heat-treating for 90 minutes, a plate of 6 mm-thick resin cured product was prepared. Then, a cubic test piece having a side length of 6 mm was cut out from the cured resin plate to give a test piece.

【0089】試験速度は1±0.2mm/分で、他の条
件はJIS K7181に基づいた条件により圧縮弾性
率を測定した。 <複合材料の作製、6度圧縮強度>一方向プリプレグシ
ートを繊維の方向が同じ方向になるように、また積層板
の厚みがほぼ1mmとなるようにプリプレグシートを積
層し、オートクレーブ中で温度130℃、圧力290P
aで2時間加熱加圧して硬化し、一方向複合材料を作製
した。得られた一方向複合材料を、試験片の長辺に対し
て強化繊維の角度が6度になるよう切り出し、JIS−
K−7076法に従い測定した。
The test speed was 1 ± 0.2 mm / min, and the compression elastic modulus was measured under the other conditions based on JIS K7181. <Preparation of Composite Material, 6 Degree Compressive Strength> The unidirectional prepreg sheets were laminated so that the fiber directions were in the same direction, and the laminated plate had a thickness of approximately 1 mm, and the temperature was set to 130 ° C. in an autoclave. ℃, pressure 290P
A pressure was applied for 2 hours for heating and curing at a to prepare a unidirectional composite material. The obtained unidirectional composite material was cut out so that the angle of the reinforcing fibers with respect to the long side of the test piece was 6 degrees, and JIS-
It was measured according to the K-7076 method.

【0090】一方向材料の厚み、繊維目付、繊維密度、
積層プライ数から繊維体積含有率(Vf)を算出し、得
られた6度圧縮強度を強化繊維の体積含有率60%の値
に換算した。 <複合材料管状体及びシャフトのねじり強さ>内径10
mmの管状体から長さ400mmの試験片を切り出し、
「ゴルフクラブシャフトの認定基準及び基準確認方法」
(製品安全協会編、通商産業大臣承認5産第2087
号、1993年)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5
0mmを固定治具で把持した。
Thickness of unidirectional material, fiber areal weight, fiber density,
The fiber volume content (Vf) was calculated from the number of laminated plies, and the obtained 6-degree compressive strength was converted into a value of the volume content of the reinforcing fiber of 60%. <Torsion Strength of Composite Material Tubular Body and Shaft> Inner Diameter 10
A 400 mm long test piece is cut out from the mm tubular body,
"Golf Club Shaft Certification Criteria and Criteria Confirmation Method"
(Edited by the Product Safety Association, approved by the Minister of International Trade and Industry 5 Production No. 2087
No., 1993), and a torsion test was conducted. The gauge length of the test piece shall be 300 mm, and 5 at both ends of the test piece.
0 mm was gripped by a fixing jig.

【0091】また、ゴルフクラブシャフトでは、長さ1
163mmのシャフトの両端を各々10mm切り落と
し、1143mm(45インチ)のシャフトとした後そ
の重量を測定し、管状体の測定と同様な方法にて試験し
た。試験片ゲージ長は1063mmとし、試験片両端の
50mmを固定治具で把持した。この後、SGねじり強
さを次式により計算した。 SGねじり強さ(N・m・度)=破壊トルク(N・m)×破
壊時のねじれ角(度) <シャフトのトルク>長さ1163mmのゴルフクラブ
シャフトの両端を各々10mm切り落とし、1143m
m(45インチ)のシャフトとした後、シャフトのねじ
り強さ測定と同様な方法でシャフト両端を50mmの治
具で固定し、ゲージ長1063mmの試験片を作製し
た。シャフト両端の治具部分を把持し、1.35N・m
(1ftf・lb)のトルクを加えたときのねじり角を
トルクとした。 <シャフトのフレックス>長さ1163mmのゴルフク
ラブシャフトの両端を各々10mm切り落とし、114
3mm(45インチ)のシャフトとした後、シャフトの
細径先端から925mm及び1065mmの2点を支点
とした状態で、シャフトの細径先端から175mmの部
分に2.7kgのおもりを吊り下げた時のシャフトの細
径先端から200mm部分のたわみ量を測定しフレック
スとした。 <エポキシ樹脂組成物の調製>表1に示す配合比にてエ
ポキシ樹脂組成物a,b,c,dを調整した。得られた樹
脂組成物について、上述に示した手順で樹脂硬化物の圧
縮弾性率を測定した。結果を表1にまとめて記す。
In addition, the length of the golf club shaft is 1
Both ends of a 163 mm shaft were cut off by 10 mm to make a shaft of 1143 mm (45 inches), and then the weight was measured, and a test was conducted in the same manner as the measurement of the tubular body. The gauge length of the test piece was 1063 mm, and 50 mm at both ends of the test piece was held by a fixing jig. After that, the SG torsional strength was calculated by the following formula. SG Torsional strength (N ・ m ・ degree) = breaking torque (N ・ m) × twist angle (degree) at breaking <Shaft torque> Both ends of a golf club shaft with a length of 1163 mm were cut off by 10 mm, 1143 m
After making a shaft of m (45 inches), both ends of the shaft were fixed by a jig of 50 mm in the same manner as the measurement of the torsional strength of the shaft, and a test piece having a gauge length of 1063 mm was produced. Grasping the jigs on both ends of the shaft, 1.35N ・ m
The torque was the twist angle when a torque of (1 ftf · lb) was applied. <Flex of shaft> Cut both ends of a golf club shaft with a length of 1163 mm by 10 mm,
When a 3mm (45 inch) shaft is used, and a 2.7 kg weight is hung at a portion 175 mm from the small diameter tip of the shaft with two points 925 mm and 1065 mm from the small diameter tip of the shaft as fulcrums. The flexure was measured by measuring the amount of deflection of the 200 mm portion from the small diameter tip of the shaft. <Preparation of Epoxy Resin Composition> Epoxy resin compositions a, b, c and d were adjusted at the compounding ratios shown in Table 1. With respect to the obtained resin composition, the compression elastic modulus of the resin cured product was measured by the procedure described above. The results are summarized in Table 1.

【0092】また、樹脂調製には以下の樹脂原料を用い
た。 [構成要素A] “エピコート”(登録商標)807 :ビスフェノールF型エポキシ樹脂 (ジャパンエポキシレジン(株)製) “エピコート”1004 :ビスフェノールA型エポキシ樹脂 (ジャパンエポキシレジン(株)製) AER4152 :分子内にオキサゾリドン環を有するイ ソシアネート変性エポキシ樹脂 (旭化成エポキシ(株)製) GAN :ジグリシジルアニリン (日本化薬(株)製) [構成要素B] DICY7 :ジシアンジアミド (ジャパンエポキシレジン(株)製) DCMU99 :3-(3,4-シ゛クロロフェニル)-1,1-シ゛メチルウレア (保土ヶ谷化学(株)製) [その他] ACMO :アクリロイルモルホリン (興人(株)製) “ビニレック”(登録商標)K :ポリビニルホルマール (チッソ(株)製) “BOLTORN”(登録商標)E1:エポキシ基含有デンドリマー (Perstorp AB社製) <プリプレグシートの作製>エポキシ樹脂組成物をリバ
ースロールコーターを用いて離型紙上に塗布して樹脂フ
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て、プリプレグシートを得た。
The following resin raw materials were used for resin preparation. [Component A] "Epicoat" (registered trademark) 807: Bisphenol F type epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.) "Epicoat" 1004: Bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.) AER4152: Molecule Isocyanate-modified epoxy resin having an oxazolidone ring inside (manufactured by Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd.) GAN: diglycidylaniline (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) [Component B] DICY7: dicyandiamide (manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.) DCMU99: 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) [Others] ACMO: Acryloylmorpholine (manufactured by Kojin Co., Ltd.) "Vinilec" (registered trademark) K: Polyvinyl formal (manufactured by Chisso Corporation) "BOLTOR "(R) E1: epoxy group-containing dendrimer (Perstorp AB Corporation) was <prepreg Preparation of Sheet> epoxy resin composition was coated on a release paper using a reverse roll coater to prepare a resin film. Next, two resin films are superposed from both sides of the carbon fibers on the carbon fibers arranged in one direction in a sheet shape, sandwiched between metal rolls heated to 100 ° C., heat-pressed to impregnate the resin composition, and prepreg. Got the sheet.

【0093】実施例および比較例においてバイアス層に
適用したプリプレグシートの炭素繊維としては、サイジ
ング剤としてポリエチレングリコールジグリシジルエー
テルを表2に示す付着量で付着させたt1〜t4を用い
た。
As the carbon fibers of the prepreg sheets applied to the bias layers in the examples and the comparative examples, t1 to t4 to which polyethylene glycol diglycidyl ether was attached in the amount shown in Table 2 as a sizing agent were used.

【0094】また、実施例および比較例においてストレ
ート層に適用したプリプレグシートの炭素繊維として
は、引張弾性率230GPa、繊度0.80g/m、フ
ィラメント数12000の東レ(株)製T700SC−
12K−50C(以下、t5と称す)、或いは引張弾性
率295GPa、繊度0.445g/m、フィラメント
数12000の炭素繊維(以下、t6と称す)を用い
た。
As the carbon fiber of the prepreg sheet applied to the straight layer in Examples and Comparative Examples, T700SC-manufactured by Toray Industries, Inc. having a tensile modulus of 230 GPa, a fineness of 0.80 g / m and a filament number of 12000.
12K-50C (hereinafter referred to as t5), or a carbon fiber (hereinafter referred to as t6) having a tensile elastic modulus of 295 GPa, a fineness of 0.445 g / m, and a filament number of 12000 was used.

【0095】実施例、比較例でプリプレグの作製に用い
た樹脂組成物、強化繊維、繊維目付及び繊維含有率は、
表3にまとめて示す。 (実施例1)炭素繊維t1(引張弾性率:375GP
a)とエポキシ樹脂組成物aとを用い、上述の方法でプ
リプレグシートA(繊維目付:116g/m2、繊維含
有率:76重量%)を得た。
The resin compositions, reinforcing fibers, fiber areal weights and fiber contents used in the preparation of prepregs in Examples and Comparative Examples are as follows.
It is summarized in Table 3. (Example 1) Carbon fiber t1 (tensile elastic modulus: 375GP
Using a) and the epoxy resin composition a, a prepreg sheet A (fiber areal weight: 116 g / m 2 , fiber content: 76% by weight) was obtained by the method described above.

【0096】得られたプリプレグシートAを加熱硬化し
て得られた繊維強化複合材料の6度圧縮強度を測定した
ところ、796GPaであり、プリプレグシートAは式
(1)および(2)を同時に満足した。
The 6 degree compressive strength of the fiber reinforced composite material obtained by heating and curing the obtained prepreg sheet A was 796 GPa, and the prepreg sheet A satisfied the formulas (1) and (2) at the same time. did.

【0097】次に、以下の操作により、管状体の主軸に
対して[03/±453]の積層構成を有し、内径が10
mmの管状体を作製した。芯金(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。
Next, by the following operation, a laminated structure of [0 3 / ± 45 3 ] was formed on the main axis of the tubular body, and the inner diameter was 10
mm tubular bodies were made. A round bar made of stainless steel having a diameter of 10 mm and a length of 1000 mm was used as the cored bar (mandrel).

【0098】バイアス層として、プリプレグシートAか
ら縦800mm×横103mmの長方形(縦方向に対し
繊維方向が45度になるように)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、かつ横方向
に16mm(マンドレル半周分の長さに対応する)ずら
して貼り合わせた。
As bias layers, two sheets were cut out from the prepreg sheet A into a rectangle having a length of 800 mm and a width of 103 mm (so that the fiber direction was 45 degrees with respect to the length direction). The two sheets were laminated so that the fiber directions intersect with each other and shifted in the lateral direction by 16 mm (corresponding to the length of a half circumference of the mandrel).

【0099】次に、貼り合わせたプリプレグシートを、
離型処理したマンドレルに、2枚のプリプレグシートを
貼り合わせたプリプレグの縦方向とマンドレル主軸が一
致するように巻き付けた。
Next, the pasted prepreg sheet is
The mandrel subjected to the mold release treatment was wound so that the longitudinal direction of the prepreg in which the two prepreg sheets were attached and the main axis of the mandrel were aligned.

【0100】更にその上に、ストレート層として表3に
示すエポキシ樹脂組成物と炭素繊維とを組み合わせたプ
リプレグシートS1を、繊維方向が縦方向になるよう
に、縦800mm×横112mmの長方形に切り出し、
プリプレグシートの縦方向とマンドレル軸方向が一致す
るように巻き付けた。
Furthermore, a prepreg sheet S1 in which the epoxy resin composition shown in Table 3 and carbon fiber was combined as a straight layer was cut into a rectangle of 800 mm length × 112 mm width so that the fiber direction was the vertical direction. ,
The prepreg sheet was wound so that the longitudinal direction and the axial direction of the mandrel were aligned.

【0101】次に、シートワインド成形用のラッピング
テープ(熱収縮フィルムテープ)を所定の方法で巻き付
けた後、硬化炉中で温度130℃、2時間加熱成形し
た。
Next, a wrapping tape (heat shrinkable film tape) for sheet wind molding was wound by a predetermined method, and then heat molded in a curing oven at a temperature of 130 ° C. for 2 hours.

【0102】その後、マンドレルを脱芯(抜き取り)
し、ラッピングテープを除去して管状体を得た。
Thereafter, the mandrel is decoreed (removed).
Then, the wrapping tape was removed to obtain a tubular body.

【0103】得られた管状体のねじり強さを測定したと
ころ、表に示すように良好な値を示した。 (実施例2〜4)エポキシ樹脂組成物b,c,dを用い
た以外は実施例1と同様にしてプリプレグシートB,
C,Dを作製した。得られたプリプレグシートB,C,
Dについて前述の方法で6度圧縮強度を測定したとこ
ろ、表4に示すようにそれぞれ式(1)および(2)を
同時に満足した。
When the torsional strength of the obtained tubular body was measured, it showed good values as shown in the table. (Examples 2 to 4) Prepreg sheet B, in the same manner as in Example 1 except that epoxy resin compositions b, c and d were used.
C and D were produced. The obtained prepreg sheets B, C,
The compressive strength of D was measured at 6 degrees by the above-mentioned method, and as shown in Table 4, the expressions (1) and (2) were simultaneously satisfied.

【0104】次に、バイアス層にプリプレグシートB,
C,Dをそれぞれ用いた以外は、実施例1と同様に管状
体を成形した。そのねじり強さを測定したところ、良好
な値を示した。 (比較例1)炭素繊維t2を用いた以外は実施例3のプ
リプレグシートCと同様の方法でプリプレグシートEを
作製した。プリプレグEについて前述の方法で6度圧縮
強度を測定したところその値は低く、式(2)を満たさ
なかった。
Next, the prepreg sheet B,
A tubular body was molded in the same manner as in Example 1 except that C and D were used respectively. When the torsional strength was measured, a good value was shown. (Comparative Example 1) A prepreg sheet E was produced in the same manner as the prepreg sheet C of Example 3 except that the carbon fiber t2 was used. When the prepreg E was measured for compressive strength at 6 degrees by the above-mentioned method, the value was low, and the formula (2) was not satisfied.

【0105】バイアス層としてプリプレグシートEを用
いた以外は、実施例1と同様に管状体を成形した。かか
る管状体のねじり強さを測定したところ、その値は低い
レベルであった。 (実施例5)繊維目付を125g/m2とした以外は実
施例3のプリプレグシートCと同様の方法でプリプレグ
シートFを得た。プリプレグシートFについて前述の方
法で6度圧縮強度を測定したところ、式(1)および
(2)を満足した。
A tubular body was formed in the same manner as in Example 1 except that the prepreg sheet E was used as the bias layer. When the torsional strength of such a tubular body was measured, the value was at a low level. (Example 5) A prepreg sheet F was obtained in the same manner as in the prepreg sheet C of Example 3 except that the fiber areal weight was 125 g / m 2 . When the prepreg sheet F was measured for compressive strength at 6 degrees by the above-mentioned method, the formulas (1) and (2) were satisfied.

【0106】バイアス層としてプリプレグシートFを、
ストレート層として表3に示すプリプレグシートS2を
用いた以外は、実施例1と同様に管状体を成形した。そ
のねじり強さを測定したところ良好な値を示した。 (比較例2)炭素繊維t2を用いた以外は実施例5のプ
リプレグシートFと同様の方法でプリプレグシートGを
得た。プリプレグシートGについて6度圧縮強度を測定
したところその値は低く、式(2)を満たさなかった。
The prepreg sheet F is used as the bias layer,
A tubular body was molded in the same manner as in Example 1 except that the prepreg sheet S2 shown in Table 3 was used as the straight layer. When the torsional strength was measured, a good value was shown. (Comparative Example 2) A prepreg sheet G was obtained in the same manner as in the prepreg sheet F of Example 5 except that the carbon fiber t2 was used. When the compressive strength of the prepreg sheet G was measured at 6 degrees, the value was low, and the formula (2) was not satisfied.

【0107】バイアス層としてプリプレグシートG、ス
トレート層としてプリプレグシートS2を用いた以外は
実施例1と同様に管状体を成形し、そのねじり強さを測
定したところ、その値は低く、不十分な強度であった。 (実施例6)炭素繊維t3を用いた以外は実施例5のプ
リプレグシートFと同様の方法でプリプレグシートHを
作製した。プリプレグシートHについて前述の方法で6
度圧縮強度を測定したところ、式(1)および(2)を
満足した。
A tubular body was molded in the same manner as in Example 1 except that the prepreg sheet G was used as the bias layer and the prepreg sheet S2 was used as the straight layer, and the torsional strength thereof was measured. It was strong. (Example 6) A prepreg sheet H was produced in the same manner as the prepreg sheet F of Example 5 except that the carbon fiber t3 was used. 6 for the prepreg sheet H by the above-mentioned method
When the compressive strength was measured, the formulas (1) and (2) were satisfied.

【0108】バイアス層としてプリプレグシートHを、
ストレート層としてプリプレグS2を用いた以外は、実
施例1と同様に管状体を成形し、そのねじり強さを測定
したところ良好な値を示した。 (比較例3)炭素繊維t4(引張弾性率:475GP
a)を用いた以外は実施例5のプリプレグシートFと同
様の方法でプリプレグシートIを作製した。プリプレグ
シートIについて前述の方法で6度圧縮強度を測定した
ところその値は低く、式(2)を満足しなかった。
The prepreg sheet H is used as the bias layer,
A tubular body was formed in the same manner as in Example 1 except that the prepreg S2 was used as the straight layer, and the torsional strength thereof was measured, and a good value was shown. (Comparative Example 3) Carbon fiber t4 (tensile modulus: 475 GP
A prepreg sheet I was produced in the same manner as in the prepreg sheet F of Example 5 except that a) was used. When the prepreg sheet I was measured for compressive strength at 6 degrees by the above-mentioned method, the value was low, and the formula (2) was not satisfied.

【0109】バイアス層としてプリプレグシートI、ス
トレート層としてプリプレグシートS2を用いた以外は
実施例1と同様に管状体を成形した。そのねじり強さを
測定したところ低い値を示した。 (実施例7)バイアス層として一方向プリプレグシート
Cを繊維の方向が縦方向に対して40度になるように縦
1163mm×横(長辺151mm、短辺63mm)の
台形に2枚切り出し、この2枚を繊維方向が互いに交差
するように、かつ横方向にマンドレル全長に半周分ずら
して貼り合わせ、これを細径先端外径4.4mm、テー
パー率8/1000、長さ1500mmの、離型処理し
たステンレス製マンドレルに、プリプレグシートの縦方
向とマンドレル主軸が一致するように、プリプレグシー
トの横短辺がマンドレルの先端方向になるように巻き付
けた。
A tubular body was formed in the same manner as in Example 1 except that the prepreg sheet I was used as the bias layer and the prepreg sheet S2 was used as the straight layer. When the torsional strength was measured, it showed a low value. (Example 7) As bias layers, two unidirectional prepreg sheets C were cut into a trapezoid of 1163 mm in length x 151 mm in length (long side 151 mm, short side 63 mm) so that the direction of the fibers was 40 degrees with respect to the longitudinal direction. The two pieces are bonded so that the fiber directions intersect each other and laterally offset by half the entire length of the mandrel. This is a small diameter tip outer diameter 4.4 mm, taper rate 8/1000, length 1500 mm, mold release The prepreg sheet was wound around the treated stainless mandrel so that the longitudinal direction of the prepreg sheet and the main axis of the mandrel coincided with each other so that the lateral short side of the prepreg sheet was in the tip direction of the mandrel.

【0110】その上に、ストレート層としてプリプレグ
シートS2を、繊維方向が縦方向になるように縦116
3mm×横(長辺160mm、短辺72mm)の台形に
切り出したものをプリプレグシートの縦方向とマンドレ
ル主軸が一致するようにプリプレグシートの横短辺がマ
ンドレルの先端方向になるように巻き付けた。
On top of that, a prepreg sheet S2 is formed as a straight layer in a longitudinal direction 116 so that the fiber direction is the longitudinal direction.
A trapezoid having a size of 3 mm × width (long side 160 mm, short side 72 mm) was cut and wound so that the horizontal short side of the prepreg sheet was in the tip direction of the mandrel so that the longitudinal direction of the prepreg sheet and the mandrel main axis were aligned.

【0111】その上に、補強層用としてプリプレグシー
トS2を縦230mm×横128mmの直角3角形に切
り出したものをプリプレグシートの縦方向とマンドレル
主軸が一致するようにプリプレグシートの横辺がマンド
レルの先端方向になるように巻き付けた。
Further, a prepreg sheet S2 for reinforcing layer was cut into a right-angled triangle having a length of 230 mm and a width of 128 mm, and a horizontal side of the prepreg sheet had a mandrel so that the longitudinal direction of the prepreg sheet was aligned with the mandrel main axis. It was wrapped so that it was in the tip direction.

【0112】次にシートワインド成形用のラッピングテ
ープを所定の方法で巻き付けた後、硬化炉中で温度13
0℃、2時間加熱成形した。
Next, after wrapping a wrapping tape for sheet wind molding by a predetermined method, the temperature was set to 13 in a curing oven.
Molded by heating at 0 ° C. for 2 hours.

【0113】成形後、マンドレルを脱芯し、ラッピング
テープを除去してゴルフクラブシャフトを得た。 (比較例4)バイアス層として用いるプリプレグシート
を一方向プリプレグシートEに変更した以外は、実施例
7と同様にしてゴルフクラブシャフトを得た。
After molding, the mandrel was decoreed and the wrapping tape was removed to obtain a golf club shaft. (Comparative Example 4) A golf club shaft was obtained in the same manner as in Example 7 except that the unidirectional prepreg sheet E was used as the bias layer.

【0114】実施例1〜6、比較例1〜3で得られた管
状体のねじり強さ、バイアス層に用いるプリプレグシー
トを加熱硬化して得られる複合材料の6度圧縮強度σ
(MPa)の測定結果を表4に示し、実施例7、比較例
4で得られた測定結果を表5に示す。
The torsional strengths of the tubular bodies obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 and the 6-degree compressive strength σ of the composite materials obtained by heating and curing the prepreg sheet used for the bias layer.
The measurement results of (MPa) are shown in Table 4, and the measurement results obtained in Example 7 and Comparative Example 4 are shown in Table 5.

【0115】[0115]

【表1】 [Table 1]

【0116】[0116]

【表2】 [Table 2]

【0117】[0117]

【表3】 [Table 3]

【0118】[0118]

【表4】 [Table 4]

【0119】[0119]

【表5】 [Table 5]

【0120】[0120]

【発明の効果】本発明によれば、ゴルフクラブシャフト
等に好適に使用できる、高いねじり強さを有する繊維強
化複合材料製管状体が提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a tubular body made of a fiber-reinforced composite material having a high torsional strength, which can be suitably used for a golf club shaft or the like.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29K 263:00 B29L 31:52 B29L 31:52 B29C 67/14 C Fターム(参考) 2C002 AA05 CS03 MM02 PP01 4F072 AA04 AA07 AB10 AB22 AB25 AD23 AE01 AE02 AG03 AG12 AH19 AH21 AJ04 AK05 AK14 AL05 4F205 AA39 AD08 AD16 AG08 AH59 HA02 HA23 HA33 HA45 HB01 HC02 HK05 HL02 HL14 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B29K 263: 00 B29L 31:52 B29L 31:52 B29C 67/14 C F term (reference) 2C002 AA05 CS03 MM02 PP01 4F072 AA04 AA07 AB10 AB22 AB25 AD23 AE01 AE02 AG03 AG12 AH19 AH21 AJ04 AK05 AK14 AL05 4F205 AA39 AD08 AD16 AG08 AH59 HA02 HA23 HA33 HA45 HB01 HC02 HK05 HL02 HL14

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一方向に引き揃えられた強化繊維と、エポ
キシ樹脂組成物とを含んでなり、前記強化繊維の引張弾
性率E(GPa)と、加熱硬化して得られる繊維強化複
合材料の6度圧縮強度σ(MPa)が、次式(1)と
(2)を満足することを特徴とするプリプレグシート。 200GPa≦E≦950GPa ・・・(1) −3.6E+2000≦σ≦−3.6E+2600 ・・・(2)
1. A fiber-reinforced composite material comprising reinforced fibers aligned in one direction and an epoxy resin composition, having a tensile elastic modulus E (GPa) of the reinforced fibers, and a heat-curable composite material. A prepreg sheet having a 6-degree compressive strength σ (MPa) satisfying the following expressions (1) and (2). 200 GPa ≦ E ≦ 950 GPa (1) −3.6E + 2000 ≦ σ ≦ −3.6E + 2600 (2)
【請求項2】前記6度圧縮強度σ(MPa)が、次式
(3)を満足することを特徴とするプリプレグシート。 −3.6E+2050≦σ≦−3.6E+2600 ・・・(3)
2. A prepreg sheet, wherein the 6-degree compressive strength σ (MPa) satisfies the following expression (3). −3.6E + 2050 ≦ σ ≦ −3.6E + 2600 (3)
【請求項3】単位面積あたりの強化繊維重量が、50〜
200g/m2であり、かつ、繊維含有率が65〜87
重量%であることを特徴とする請求項1または2のいず
れかに記載のプリプレグシート。
3. The weight of the reinforcing fiber per unit area is 50 to 50.
200 g / m 2 and fiber content of 65-87
The prepreg sheet according to claim 1 or 2, wherein the prepreg sheet has a weight percentage.
【請求項4】強化繊維が200〜650GPaの引張弾
性率を有する炭素繊維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シート。
4. The reinforcing fiber is a carbon fiber having a tensile modulus of 200 to 650 GPa.
The prepreg sheet according to any one of 3 to 3.
【請求項5】エポキシ樹脂組成物が下記構成要素
(A),(B)を含んでなり、加熱硬化後の樹脂硬化物
の圧縮弾性率が2.4〜4GPaであることを特徴とす
る請求項1〜4の何れかに記載のプリプレグシート。 (A)エポキシ樹脂 (B)硬化剤
5. An epoxy resin composition comprising the following constituent elements (A) and (B), wherein the cured resin of the cured resin has a compressive elastic modulus of 2.4 to 4 GPa. Item 5. The prepreg sheet according to any one of items 1 to 4. (A) Epoxy resin (B) Curing agent
【請求項6】請求項1〜5の何れかに記載のプリプレグ
シートを加熱硬化せしめて得られる繊維強化複合材料層
を含んでなることを特徴とする管状体。
6. A tubular body comprising a fiber-reinforced composite material layer obtained by heat-curing the prepreg sheet according to claim 1.
【請求項7】強化繊維方向が管状体主軸に対して25〜
65度の角度で配列したバイアス層と、該バイアス層の
外周側に積層してなる、強化繊維方向が管状体主軸に対
して0〜20度の角度で配列したストレート層を含んで
なり、少なくともバイアス層に請求項1〜4の何れかに
記載のプリプレグシートを加熱硬化せしめて得られる繊
維強化複合材料層を含んでなることを特徴とする請求項
6に記載の管状体。
7. The reinforcing fiber direction is 25 to 25 with respect to the main axis of the tubular body.
A bias layer arranged at an angle of 65 degrees, and a straight layer laminated on the outer peripheral side of the bias layer and arranged at an angle of 0 to 20 degrees with respect to the main axis of the reinforcing fiber in the reinforcing fiber direction, and at least The tubular body according to claim 6, wherein the bias layer includes a fiber-reinforced composite material layer obtained by heat-curing the prepreg sheet according to any one of claims 1 to 4.
【請求項8】請求項6または7のいずれかに記載の繊維
強化複合材料製管状体を用いてなることを特徴とするゴ
ルフクラブシャフト。
8. A golf club shaft comprising the tubular body made of the fiber-reinforced composite material according to claim 6 or 7.
【請求項9】ヘッド側の先端部より長手方向500mm
までの領域に、管状体の主軸に対し強化繊維の方向が0
〜65度の角度で配列した補強層が配されてなることを
特徴とする請求項8に記載のゴルフクラブシャフト。
9. A longitudinal direction of the head is 500 mm from the front end.
In the region up to 0, the direction of the reinforcing fiber is 0 with respect to the main axis of the tubular body
9. The golf club shaft according to claim 8, further comprising reinforcing layers arranged at an angle of about 65 degrees.
【請求項10】SGねじり強さが800〜3000N・
m・度であることを特徴とする請求項8または9に記載
のゴルフクラブシャフト。
10. SG torsional strength is 800 to 3000 N.
The golf club shaft according to claim 8 or 9, wherein the golf club shaft has a m-degree.
【請求項11】全重量が20〜65gであることを特徴
とする請求項8〜10のいずれかに記載のゴルフクラブ
シャフト。
11. The golf club shaft according to claim 8, wherein the total weight is 20 to 65 g.
【請求項12】トルクが2〜7度であることを特徴とす
る請求項8〜11のいずれかに記載のゴルフクラブシャ
フト。
12. The golf club shaft according to claim 8, wherein the torque is 2 to 7 degrees.
【請求項13】フレックスが40〜90mmであること
を特徴とする請求項8〜12のいずれかに記載のゴルフ
クラブシャフト。
13. The golf club shaft according to claim 8, wherein the flex is 40 to 90 mm.
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