JP2003147102A - 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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JP2003147102A
JP2003147102A JP2001347380A JP2001347380A JP2003147102A JP 2003147102 A JP2003147102 A JP 2003147102A JP 2001347380 A JP2001347380 A JP 2001347380A JP 2001347380 A JP2001347380 A JP 2001347380A JP 2003147102 A JP2003147102 A JP 2003147102A
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JP
Japan
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prepreg
epoxy resin
fiber
strength
weight
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Application number
JP2001347380A
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Japanese (ja)
Inventor
Hajime Kishi
肇 岸
Hideki Okita
英樹 沖田
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 furnishing a light-weight tubular body made of a fiber-reinforced composite material excellent in strength properties such as torsional strength and rigidity, and to provide a tubular body thereof. SOLUTION: This prepreg comprises (A) a carbon fiber, (B) an epoxy resin having 75-100 wt.% of a bifunctional epoxy resin, and (C) a curing agent, wherein the tensile strength Y (N/bundle) of a bundle of yarns of constituent (A), the strength Y being converted to a value based on 12,000 single yarns, and the strand tensile modulus X (GPa) have the relationship: Y>=-4X/3+1,070, or the tensile strength Y (N/bundle) is >=550 N/bundle, and the strand tensile modulus X is in the range of 320-600 GPa. A tubular body is made of the fiber- reinforced composite material by comprising layers formed by thermally curing 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高性能の繊維強化複
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 high-performance fiber-reinforced composite material 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製管状体す
なわち、ゴルフクラブ用シャフト、釣り竿などには、軽
量化が特に要求される。繊維強化複合材料製管状体にお
いて、その剛性を適正な範囲に保ちながら軽量化するた
めには、強化繊維として高弾性率のものを適用するこ
と、ならびに繊維含有率を高くすることが有効であり、
炭素繊維が多用されている。従来、引張弾性率230G
Pa程度のいわゆる標準弾性率領域や290GPa程度
のいわゆる中弾性率領域の炭素繊維を用いたプリプレグ
が多く用いられているが、より軽量化を進めながら、シ
ャフトとしての剛性や振った際のフィーリングを適正な
ものにするために、最近では引張弾性率320GPa以
上、さらには370GPa以上の、より高弾性率領域に
ある炭素繊維を用いたプリプレグの適用が求められるよ
うになってきた。しかしながら、一般的に高弾性率領域
の炭素繊維を用いると、標準弾性率領域や中弾性率領域
の炭素繊維を用いた場合と比較して、管状体のねじり強
さなどの強度が不足する場合が多く、その適用による軽
量化がなかなか進まない現状にある。
The weight reduction is particularly required for the tubular body made of the fiber-reinforced composite material for sports, that is, the shaft for golf club, the fishing rod and the like. In order to reduce the weight of a fiber-reinforced composite material tubular body while maintaining its rigidity within an appropriate range, it is effective to apply a fiber having a high elastic modulus as the reinforcing fiber and to increase the fiber content. ,
Carbon fiber is often used. Conventionally, tensile elastic modulus 230G
Many prepregs using carbon fibers in a so-called standard elastic modulus region of about Pa and a so-called medium elastic modulus region of about 290 GPa are used, but the rigidity as a shaft and the feeling when shaken while being further reduced in weight. In recent years, in order to obtain a proper value, it has been required to apply a prepreg using a carbon fiber having a tensile elastic modulus of 320 GPa or more, further 370 GPa or more and a higher elastic modulus region. However, in general, when the carbon fiber in the high elastic modulus region is used, the strength such as the torsional strength of the tubular body is insufficient as compared with the case where the carbon fiber in the standard elastic modulus region or the medium elastic modulus region is used. There are many cases, and it is difficult to reduce the weight due to its application.

【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320GPa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 320 GPa or more, its effect has not been 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
(A)の単糸数12000本換算の繊維束の引張強力Y
(N/束)とストランド引張弾性率X(GPa)が次の
関係を満たすことを特徴とするプリプレグ。
In order to achieve the above object, the present invention has the following constitution. That is, the tensile strength Y of the fiber bundle that includes the following constituent elements (A), (B), and (C) and is equivalent to the number of single yarns of the constituent element (A) of 12000
(N / bundle) and strand tensile elastic modulus X (GPa) satisfy the following relationship: prepreg.

【0008】Y≧−4X/3+1070 (A)炭素繊維 (B)100重量%中、2官能エポキシ樹脂が75〜1
00重量%含まれてなるエポキシ樹脂 (C)硬化剤 または、次の構成要素(A)、(B)、(C)を含んで
なり、かつ構成要素(A)の単糸数12000本換算の
繊維束の引張強力Y(N/束)が550N/束以上であ
り、かつストランド引張弾性率Xが320GPa〜60
0GPaの範囲であることを特徴とするプリプレグ。 (A)炭素繊維 (B)100重量%中、2官能エポキシ樹脂が75〜1
00重量%含まれてなるエポキシ樹脂 (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
れてなることを特徴とする繊維強化複合材料製管状体で
ある。
Y ≧ -4X / 3 + 1070 (A) In 100% by weight of the carbon fiber (B), the bifunctional epoxy resin is 75 to 1
Epoxy resin (C) curing agent contained in an amount of 00% by weight, or a fiber containing the following constituent elements (A), (B) and (C) and having a number of single yarns of constituent element (A) of 12000. The tensile strength Y (N / bundle) of the bundle is 550 N / bundle or more, and the strand tensile elastic modulus X is 320 GPa to 60.
Prepreg characterized by being in the range of 0 GPa. In (A) 100% by weight of carbon fiber (B), 75 to 1 of bifunctional epoxy resin
A fiber-reinforced composite material tubular body comprising an epoxy resin (C) curing agent contained in an amount of 00% by weight, and a layer formed by heating and curing the prepreg.

【0009】[0009]

【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.

【0010】本発明の要するところは下記のごとく、一
定値以上の束強力を満たす炭素繊維と特定エポキシ樹脂
組成物とを組み合わせたプリプレグを作成し、該材料を
バイアス積層・成形した管状体を作製したところ、軽量
ながら意外にも卓越したねじり強さを発現する管状体と
なることを見出した点にある。
The essential points of the present invention are as follows, to prepare a prepreg in which a carbon fiber satisfying a bundle strength of a certain value or more and a specific epoxy resin composition are prepared, and the material is bias laminated and molded into a tubular body. As a result, they have found that the product is a tubular body that is surprisingly lightweight and exhibits excellent torsional strength.

【0011】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粘着
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 between the prepreg surfaces. 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.

【0012】一般に炭素繊維の強度は、後述のように特
定エポキシ樹脂を繊維束に含浸後硬化させたストランド
の引張強度で比較評価することが多いが、本発明におい
て、数種の炭素繊維を用い、それぞれ対応するプリプレ
グをバイアス積層した管状体のねじり強さを比較したと
ころ、同程度のストランド引張強度を有する炭素繊維同
士の比較であっても意外なことに管状体のねじり強さが
大きく異なることが分かった。鋭意検討した結果、用い
る炭素繊維の束強力が管状体のねじり強さを左右する重
要要因であり、かかる束強力の高い炭素繊維を特定のエ
ポキシ樹脂と組み合わせることによって、管状体のねじ
り強さに相乗効果が生まれることを見いだし、本発明を
完成させた。
Generally, the strength of carbon fiber is often compared and evaluated by the tensile strength of a strand obtained by impregnating a fiber bundle with a specific epoxy resin and then curing as described later. In the present invention, several kinds of carbon fibers are used. Comparing the torsional strengths of tubular bodies in which corresponding prepregs are bias-laminated, the torsional strengths of the tubular bodies are surprisingly different even when comparing carbon fibers having similar strand tensile strengths. I found out. As a result of diligent examination, the bundle strength of the carbon fibers used is an important factor that influences the torsional strength of the tubular body, and by combining such high bundle strength carbon fibers with a specific epoxy resin, the torsional strength of the tubular body can be improved. The inventors have found that a synergistic effect is produced and completed the present invention.

【0013】つまり、一般にストランド引張弾性率が高
くなると、束強力は低くなる傾向にあるが、ストランド
引張弾性率に対して、束強力を一定以上とすることによ
り、管状体のねじり強さが大きく向上するものである。
That is, generally, as the strand tensile elastic modulus increases, the bundle strength tends to decrease. However, by setting the bundle tensile strength to a certain value or more, the twist strength of the tubular body increases. It will improve.

【0014】すなわち、本発明に用いる構成要素(A)
の炭素繊維は、単糸数12000本換算の繊維束の引張
強力Y(N/束)(以下、束強力Yと略す)とストラン
ド引張弾性率X(GPa)が次の関係式 Y≧−4X/3+1070 を満たすか、または、その束強力Y(N/束)が550
N/束以上であり、かつストランド引張弾性率Xが32
0GPa〜600GPaの範囲であることが必要であ
る。
That is, the component (A) used in the present invention
The carbon fiber of No. 1 has a tensile strength Y (N / bundle) (hereinafter, abbreviated as bundle strength Y) and a strand tensile elastic modulus X (GPa) of a fiber bundle in terms of the number of single yarns of 12,000, and the following relational expression Y ≧ -4X / 3 + 1070 or its bundle strength Y (N / bundle) is 550
N / bundle or more and strand tensile elastic modulus X is 32
It must be in the range of 0 GPa to 600 GPa.

【0015】なお、単糸数12000本換算という意味
は、例えば単糸数3000本の束強力を測定すれば測定
値を4倍し、単糸数6000本の束強力を測定すれば測
定値を2倍して、12000本あたりの束強力に換算す
るという意味である(単糸数12000本の炭素繊維束
に限定するという意味では決してない)。
The meaning of 12,000 single yarns is, for example, 4 times the measured value when the bundle strength of 3000 single yarns is measured, and 2 times the measured value when the bundle strength of 6000 single yarns is measured. In other words, it means that the bundle strength per 12000 yarns is converted (it does not mean that it is limited to a carbon fiber bundle having 12000 single yarns).

【0016】上記の関係式 Y≧−4X/3+1070
を満たす炭素繊維を強化材とし、後述の特定エポキシ樹
脂と組合わせたプリプレグを用いて管状体とすることに
よって、軽量性を損なわず、従来の曲げ剛性と強度を維
持したまま、しかも意外にも卓越したねじり強さを発現
する管状体を得ることができる。逆に用いる炭素繊維が
上記関係式を満たさない場合、管状体のねじり強さが不
十分となることもある。
The above relational expression Y ≧ -4X / 3 + 1070
By using a carbon fiber that satisfies the above as a reinforcing material and forming a tubular body using a prepreg that is combined with a specific epoxy resin described later, while maintaining the conventional bending rigidity and strength without sacrificing the lightness, surprisingly A tubular body exhibiting excellent torsional strength can be obtained. Conversely, if the carbon fiber used does not satisfy the above relational expression, the torsional strength of the tubular body may be insufficient.

【0017】さらには次の関係式を満たすことがねじり
強さ向上の点から好ましい。
Further, it is preferable to satisfy the following relational expression from the viewpoint of improving the torsional strength.

【0018】Y≧−4X/3+1170 ゴルフクラブ用シャフト、釣竿ロッドなどのスポーツ用
品の軽量化を実現し、好適なフィーリングを得るために
は、その目的とする用途の設計に合わせてストランド引
張弾性率の適切な炭素繊維を選択すると良い。
Y ≧ -4X / 3 + 1170 In order to realize weight reduction of sports equipment such as golf club shafts and fishing rods and to obtain a suitable feeling, the strand tensile elasticity should be adjusted according to the design of the intended use. It is good to select a carbon fiber having an appropriate rate.

【0019】強度が重視される場合は、ストランド引張
弾性率が200〜290GPaである炭素繊維を適用す
ることが好ましい。このような標準弾性率領域から中弾
性率領域の炭素繊維を用いたプリプレグは、高弾性率領
域の炭素繊維を用いたプリプレグに比べて、炭素繊維の
ストランド引張強度、圧縮強度が高いため、複合材料管
状体の曲げ強度が高い。その上、上記の関係式を満たす
ことにより、さらに、ねじり強さが向上する。従って、
例えばハードヒッター向けゴルフクラブ用シャフト、ジ
ギング用釣竿ロッド、磯竿ロッドなどに好適に用いられ
る。また、撓りと強度が要求される竿の穂先等に好適で
ある。
When strength is important, it is preferable to use carbon fiber having a strand tensile elastic modulus of 200 to 290 GPa. The prepreg using the carbon fiber in the standard elastic modulus region to the medium elastic modulus region has a higher strand tensile strength and compressive strength of the carbon fiber than the prepreg using the carbon fiber in the high elastic modulus region. The bending strength of the material tubular body is high. Moreover, the torsional strength is further improved by satisfying the above relational expression. Therefore,
For example, it is preferably used for golf club shafts for hard hitters, fishing rods for jigging, rock rods, and the like. It is also suitable for the tips of rods and the like that require flexibility and strength.

【0020】強度と軽量化のバランスが必要とされる場
合は、ストランド引張弾性率が230〜350GPaで
ある炭素繊維を適用することが好ましい。このような中
弾性率領域の炭素繊維を用いたプリプレグは、適度な曲
げ強度と剛性を発現し、かつ上記式を満たすことにより
ねじり強さも向上するのでさらに軽量化を図ることがで
きる。従って例えばウッドタイプのゴルフクラブ用シャ
フト、ルアー用釣竿ロッドなどに好適に用いられる。
When a balance between strength and weight reduction is required, it is preferable to use carbon fiber having a strand tensile elastic modulus of 230 to 350 GPa. The prepreg using the carbon fiber having such a medium elastic modulus region exhibits appropriate bending strength and rigidity, and the torsional strength is also improved by satisfying the above expression, so that the weight can be further reduced. Therefore, for example, it is suitably used for a wood type golf club shaft, a fishing rod for a lure, and the like.

【0021】軽量化を特に必要とする場合、ストランド
引張弾性率が320GPa以上の炭素繊維を用いること
が好ましい。このような中弾性率から高弾性率領域の炭
素繊維を用いたプリプレグは、材料を少量使用しただけ
で充分な剛性を発現することができる。そのため軽量化
を必要とする、長尺ゴルフクラブ用シャフト、女性用・
高齢者向けゴルフクラブ用シャフト、鮎竿用ロッドなど
に好適に用いられる。
When it is particularly necessary to reduce the weight, it is preferable to use carbon fibers having a strand tensile elastic modulus of 320 GPa or more. Such a prepreg using carbon fibers having a medium to high elastic modulus region can exhibit sufficient rigidity by using a small amount of material. For this reason, long golf club shafts, women's
It is preferably used for golf club shafts for elderly people, ayu rods, and the like.

【0022】前述したとおり、炭素繊維のストランド引
張弾性率が上がるに従い、束強力は低下する傾向にあ
る。また、軽量化目的に高弾性率の炭素繊維を適用する
場合、少量のプリプレグにて、充分なねじり強さを得る
必要がある。従ってそのような場合、ある一定以上の束
強力が必要である。つまり、構成要素(A)の炭素繊維
の束強力Y(N/束)が550N/束以上であり、かつ
ストランド引張弾性率Xが320GPa〜600GPa
の範囲であることが必要である。更には、350〜55
0GPaであることが剛性を高め軽量化を図るという観
点から、より好ましい。引張弾性率が320GPa未満
であると、軽量化効果を充分引き出しつつ、材料に充分
な剛性を発現させることが困難であり、該材料をバイア
ス積層した管状体がねじれ応力に対し変形しすぎるため
好ましくない。600GPaを越えると炭素繊維の圧縮
強度が不足し、該材料をバイアス積層した管状体のねじ
れ強度も著しく低下するため好ましくない。
As described above, the bundle strength tends to decrease as the strand tensile elastic modulus of the carbon fiber increases. Further, when applying carbon fibers having a high elastic modulus for the purpose of weight reduction, it is necessary to obtain sufficient torsional strength with a small amount of prepreg. Therefore, in such a case, a certain level of bundle strength is required. That is, the bundle strength Y (N / bundle) of the carbon fiber of the constituent element (A) is 550 N / bundle or more, and the strand tensile elastic modulus X is 320 GPa to 600 GPa.
Must be within the range. Furthermore, 350-55
0 GPa is more preferable from the viewpoint of increasing rigidity and reducing weight. When the tensile modulus is less than 320 GPa, it is difficult to bring out sufficient rigidity in the material while sufficiently exerting the weight-reducing effect, and the tubular body obtained by bias-laminating the material is excessively deformed due to the torsional stress, which is preferable. Absent. If it exceeds 600 GPa, the compressive strength of the carbon fiber becomes insufficient, and the torsional strength of the tubular body in which the material is bias-laminated is significantly reduced, which is not preferable.

【0023】束強力が550N/束未満であると、該材
料をバイアス積層した管状体のねじり強さが不十分とな
る場合がある。より好ましくは束強力が600N/束以
上であり、さらには束強力が650N/束以上であるこ
とが好ましい。
If the bundle strength is less than 550 N / bundle, the tubular body having the material bias-laminated may have insufficient twist strength. More preferably, the bundle strength is 600 N / bundle or more, and further, the bundle strength is preferably 650 N / bundle or more.

【0024】さらに、構成要素(A)の炭素繊維の束強
力Yとストランド引張弾性率X(GPa)が次の関係式 Y≧−4X/3+1070 を満たし、かつ炭素繊維の束強力Y(N/束)が550
N/束以上であり、かつストランド引張弾性率Xが32
0GPa〜600GPaの範囲であることは特に好まし
い。
Further, the carbon fiber bundle strength Y and the strand tensile modulus X (GPa) of the constituent element (A) satisfy the following relational expression Y ≧ -4X / 3 + 1070, and the carbon fiber bundle strength Y (N / N / Bundle is 550
N / bundle or more and strand tensile elastic modulus X is 32
The range of 0 GPa to 600 GPa is particularly preferable.

【0025】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 produced, for example, through the steps described below.

【0026】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.

【0027】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 a 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 in that a carbon fiber having a smooth carbon fiber surface can be easily obtained.

【0028】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.

【0029】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.

【0030】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.

【0031】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%.

【0032】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%含ませることによ
り、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、靱
性、塑性変形能力を発現せず、該樹脂を含有するプリプ
レグを用いて成形した管状体のねじり強さが不十分とな
るため好ましくない。
As the epoxy resin of the constituent element (B) in the present invention, a resin 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 cured product (hereinafter referred to as a resin cured product) exhibits sufficient tensile breaking 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). it can. 7
If it is less than 5% by weight, the cured resin does not exhibit sufficient tensile elongation at break, toughness and plastic deformation ability, and the torsional strength of the tubular body molded using the prepreg containing the resin becomes insufficient, which is preferable. Absent.

【0033】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.

【0034】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10〜50重量%含ませることが好ましい。より好
ましくはエポキシ当量が好ましくは750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10〜40重量%の範囲で含有することである。
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、靱性、塑性変形能力を発現しないことが
ある。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10重量
%未満であるとその効果は十分でない場合があり、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、プリプレグ同士の粘
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。
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 10 to 50% by weight. More preferably, the epoxy equivalent is preferably 750 or more 2.
The functional epoxy resin is contained in the range of 10 to 40% by weight in 100% by weight of the bifunctional epoxy resin.
If the epoxy equivalent is less than 750, the cured resin product may not exhibit sufficient tensile elongation at break, toughness, and plastic deformability. 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. If the compounding ratio is less than 10% by weight, the effect may not be sufficient, and if it exceeds 50% by weight, the viscosity of the uncured resin composition becomes too high, impregnating ability into reinforcing fibers and prepregs It may impair the handling properties such as the adhesiveness of the prepreg and the flexibility of the prepreg.

【0035】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 using 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.

【0036】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10〜80重量%、より好ましくは20〜70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。1
0重量%未満では粘弾性や塑性変形能力の調整効果が不
十分であることが多く、逆に80重量%を越えると耐熱
性が不足することが多い。
Further, the bifunctional epoxy resin in the present invention preferably contains a bisphenol F type epoxy resin in an amount of 10 to 80% by weight, more preferably 20 to 70% 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. 1
If it is less than 0% by weight, the effect of adjusting viscoelasticity and plastic deformation ability is often insufficient, and if it exceeds 80% by weight, heat resistance is often insufficient.

【0037】本発明で用いる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 used in the present invention includes
In order to improve the heat resistance of the obtained fiber-reinforced composite material tubular body, etc., it has more than two epoxy groups in the molecule to the extent that tensile rupture elongation, toughness and plastic deformation ability of the cured resin are not significantly impaired. It is preferable to include a polyfunctional epoxy resin.

【0038】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, alkylphenols, halogenated phenols and other phenol derivatives Examples thereof include glycidyl ester of novolac, tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, tetraglycidyl-m-xylylenediamine, triglycidyl-m-aminophenol, triglycidyl-p-aminophenol, triglycidyl isocyanurate and the like.

【0039】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'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 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 a modified amine, a modified amine obtained by reacting an amine having these active hydrogen with a compound such as an epoxy compound, acrylonitrile, phenol and formaldehyde or thiourea, dimethylaniline, dimethylbenzylamine, 2,4,6- No active hydrogen-containing tertiary amines such as tris (dimethylaminomethyl) phenol and 1-substituted imidazole, dicyandiamide, tetramethylguanidine, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic acid Compounds, methylhexahydrophthalic anhydride, carboxylic acid anhydrides such as methyl nadic acid anhydride, polycarboxylic acid hydrazides such as adipic hydrazide and naphthalene dicarboxylic acid hydrazide, polyphenol compounds such as novolak resins, thioglycolic acid Polymercaptans, such as esters of polyols,
Examples thereof include Lewis acid complexes such as boron trifluoride ethylamine complex and aromatic sulfonium salts.

【0040】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 curing agents may be combined with an appropriate curing auxiliary agent to enhance 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 combining the above as a curing aid are given.

【0041】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.

【0042】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
るいは粘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 effects of controlling the viscosity of the resin, controlling the handleability of the prepreg, and improving the tackiness are enhanced, which is preferable.

【0043】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.

【0044】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 an appropriate viscoelasticity and provides a good composite material. It is preferable in that physical properties can be obtained.

【0045】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粘着強度(以下、プリ
プレグの粘着強度という)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5000
0Pa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(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 comprises the constituents (B), (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 the prepregs are immediately peeled off in the prepreg laminating step, which hinders the laminating work. It may come. Also G'is 5000
If it exceeds 0 Pa, the flexibility of the prepreg may be deteriorated, the shapeability on the curved surface may not be sufficient, and the impregnation 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 (B), or by including an appropriate amount of the thermoplastic resin.

【0046】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
れるプリプレグの粘着強度が0.050〜0.150N
/mm2であることが好ましい。プリプレグの粘着強度
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。また、0.150
N/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場合がある。かかる好ましい粘着強
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320GPa〜
600GPaの炭素繊維を適用する本発明のプリプレグ
の場合には、粘着強度を0.050〜0.150N/m
2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. Also, 0.150
If it exceeds N / mm 2 , it may be difficult to correct the prepreg when it is attached. When a tubular body is laminated using a prepreg that does not have such preferable adhesive strength, defects such as disorder of fiber orientation are likely to occur inside the tubular body, but in particular, a fiber composite material tubular tube to which reinforcing fibers having a high elastic modulus are applied. In the case of the body, it is susceptible to strength reduction due to such defects. Therefore, the tensile modulus is 320 GPa
In the case of the prepreg of the present invention to which carbon fiber of 600 GPa is applied, the adhesive strength is 0.050 to 0.150 N / m.
It is preferably m 2 .

【0047】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、プリプレグの粘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、プリプレグ粘着強度が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 prepreg surface and the prepreg surface is left exposed to the atmosphere, the adhesive strength of the prepreg may decrease with time. However, in the present invention, 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 0.050
From the standpoint of work efficiency, it is preferably 0.150 N / mm 2 .

【0048】こうしたプリプレグ粘着強度を発現し、ひ
いては管状体のねじり強さを充分発現させるために、炭
素繊維のフックドロップ値が100〜1000mmの範
囲にあることが好ましい。フックドロップ値とは、次に
述べるように繊維の集束性の指標である。一般に、炭素
繊維には、その製造工程において、切れたフィラメント
のローラーへの巻きつきなどの工程トラブルを防ぐた
め、またプリプレグ製造においては炭素繊維供給用クリ
ール、ガイド、コームで炭素繊維の広がりを押え、工程
通過性を向上させるために、集束性が付与されている。
炭素繊維を集束させる手法としては、繊維束のフィラメ
ントに、交絡を付与する方法、撚りを付与する方法、サ
イジング剤を付与する方法がある。なお、撚りを付与し
た場合は、工程通過後、その撚りを解除する場合があ
る。しかしながら、炭素繊維を集束させると、工程通過
性は向上するが、プリプレグの製造においては、その集
束性ゆえに、マトリックス樹脂の含浸性が低下する。ま
た、撚り掛け後解除する方法では、炭素繊維に撚り、捩
れが残るため、製造したプリプレグが平滑でなく、かつ
表面に凹凸があり、複合材料としての物性にも悪影響を
与える。フックドロップ値を大きくすることは、プリプ
レグの製造において、樹脂含浸性、表面平滑性が向上す
るが、炭素繊維供給用クリール、ガイド、コームで炭素
繊維束が広がり過ぎ、毛羽発生、工程通過性不良など、
トラブルを起こしやすくなる。
In order to develop such prepreg adhesive strength and, in turn, to sufficiently develop the torsional strength of the tubular body, it is preferable that the hook drop value of the carbon fiber is in the range of 100 to 1000 mm. The hook drop value is an index of fiber sizing property as described below. In general, carbon fibers are used to prevent process troubles such as winding of broken filaments around rollers during the manufacturing process, and to prevent the spread of carbon fibers with a carbon fiber supply creel, guides, and combs during prepreg manufacturing. In order to improve the process passability, the focusing property is imparted.
As a method of bundling the carbon fibers, there are a method of giving entanglement, a method of giving twist, and a method of giving a sizing agent to the filaments of the fiber bundle. When twist is applied, the twist may be released after passing through the process. However, when the carbon fibers are bundled, the process passability is improved, but in the production of the prepreg, the impregnating property of the matrix resin is lowered due to the bundling property. Further, in the method of releasing after twisting, since twisting and twisting remain in the carbon fiber, the manufactured prepreg is not smooth and has unevenness on the surface, which adversely affects the physical properties of the composite material. Increasing the hook drop value improves resin impregnation and surface smoothness in the production of prepregs, but carbon fiber bundles spread too much in the carbon fiber supply creel, guides, and combs, causing fluff and poor processability. Such,
It is easy to cause trouble.

【0049】この点から、炭素繊維束のより好ましいフ
ックドロップ値は、120mm以上700mm以下であ
る。フックドロップ値がこの範囲にあることによって、
プリプレグ加工時に炭素繊維束中の単糸が樹脂により充
分拡散されやすくなり、プリプレグ内部に応力が貯まり
にくいので、加工後のプリプレグ表面を露出させた状態
で長時間室温放置しても、炭素繊維が動いて表面に浮き
出ることが少なく、結果として表面平滑性が良く、タッ
ク性に優れ経時変化も少ないプリプレグを得やすい。
From this point, the more preferable hook drop value of the carbon fiber bundle is 120 mm or more and 700 mm or less. By having the hook drop value in this range,
When the prepreg is processed, the single yarns in the carbon fiber bundle are easily diffused by the resin, and stress is less likely to accumulate inside the prepreg.Therefore, even if the prepreg surface after processing is left at room temperature for a long time, the carbon fiber It rarely moves and floats on the surface, and as a result, it is easy to obtain a prepreg with excellent surface smoothness, excellent tackiness, and little change over time.

【0050】ここで、フックドロップ値測定は次の手順
にて行う。すなわち、温度23±2℃、湿度50±5%
の雰囲気中で炭素繊維束を2時間放置する。炭素繊維束
を1.5m長に切り、下部に100gの荷重をつけ繊維
束を垂直に吊り下げる。これに1mmφ、長さ100m
m程度のステンレスワイヤーの下部20〜30mmを曲
げ、全重量が12gとなるように荷重を掛けたものを、
上部20〜30mmをUの字に曲げた部分で繊維束幅方
向の中央に引っ掛ける。30分経過後の前記荷重の落下
距離(単位、cm)をフックドロップ値とする。撚り、
捩れがあるとこの値が小さくなる。少なくとも5回の測
定を行い、平均値をとる。
Here, the hook drop value measurement is performed in the following procedure. That is, temperature 23 ± 2 ° C, humidity 50 ± 5%
The carbon fiber bundle is left for 2 hours in the atmosphere. A carbon fiber bundle is cut into a length of 1.5 m, and a load of 100 g is applied to the lower portion of the carbon fiber bundle to suspend the fiber bundle vertically. 1mmφ and 100m in length
Bending the lower part of stainless steel wire of about 20 m to 30 mm and applying a load so that the total weight is 12 g,
The upper part of 20 to 30 mm is bent in a U shape and hooked at the center in the width direction of the fiber bundle. The drop distance (unit: cm) of the load after 30 minutes has passed is the hook drop value. Twist,
This value becomes small if there is a twist. Measure at least 5 times and take the average value.

【0051】また、適切なプリプレグの粘着強度を得る
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も有
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
レグの粘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。
Further, in order to obtain an appropriate adhesive strength of the 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 present on the surface (hereinafter referred to as the amount of the surface resin), and the larger the amount of the 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.

【0052】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
320GPa〜600GPa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 carbon fibers having a tensile elastic modulus of 320 GPa to 600 GPa such as 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.

【0053】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 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.

【0054】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, etc. 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 E5045-91. 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.

【0055】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 characteristics and impact resistance to the tubular body made of the fiber-reinforced composite material of the present invention, the cured resin product has a tensile elongation at break of 8% measured according to 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.

【0056】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 can be suitably applied in the present invention, and a method for laminating the prepregs and curing them by heating to obtain a tubular body will be described.

【0057】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 impregnated, or a hot melt method in which the viscosity is reduced by heating and impregnated. be able to.

【0058】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.

【0059】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, a method of impregnating carbon fiber directly with a matrix resin whose viscosity has been lowered by heating, or a film in which an epoxy resin composition is once coated on release paper is first prepared, and then the carbon fiber 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.

【0060】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.

【0061】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。
Methods for applying heat and pressure include 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.

【0062】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 forming a tubular body by winding a prepreg around a cored bar such as a mandrel, 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.

【0063】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.

【0064】[0064]

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。炭素繊維の束強力の測定、炭素繊維のストランド引
張弾性率・強度の測定、プリプレグの作製、プリプレグ
の粘着性、管状体の作製、エポキシ樹脂硬化物のガラス
転移温度(Tg)の測定、管状体のねじり強さ測定は次
の方法で行った。なお、ゴルフシャフトをスイングした
際のフィーリングは用いる炭素繊維の弾性率によって大
きく異なるため、管状体のねじり強さも、同程度のスト
ランド引張弾性率を有する炭素繊維を用いたものの間で
比較すべきである。但し、一般に高弾性率炭素繊維を用
いると、高剛性、軽量化等の高性能化を実現しやすいた
め、ねじり強さとストランド弾性率を掛け合わせた数値
を便宜的な高性能化指標として、表1に示した。 (1)炭素繊維の束強力測定 炭素繊維に樹脂含浸せず、そのままエアチャックで把持
し、試長50mm、引張速度5〜100mm/分で引張
り、破断強力を求め、n=5の平均を求めた。束強力測
定時に糸束の集束性が悪くアライメント良くチャックに
把持できない場合には水浴を通して集束させ水に濡れた
状態で測定しても良い。 (2)炭素繊維のストランド引張弾性率・強度測定 JIS R7601に記載の方法に準じて、次の組成の
樹脂を炭素繊維束に含浸し、130℃、35分の条件で
加熱硬化させ、引張試験片を作製し、引張強度および引
張弾性率を測定した。 樹脂組成:3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−
3,4−エポキシ−シクロヘキサン−カルボキシレート
(100重量部)/3フッ化ホウ素モノエチルアミン
(3重量部)/アセトン(4重量部) (3)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. Measurement of carbon fiber bundle strength, measurement of carbon fiber strand tensile modulus / strength, preparation of prepreg, adhesion of prepreg, preparation of tubular body, measurement of glass transition temperature (Tg) of cured epoxy resin, tubular body The torsional strength of was measured by the following method. Since the feel when swinging a golf shaft greatly depends on the elastic modulus of the carbon fibers used, the torsional strength of the tubular body should be compared between those using carbon fibers having the same strand tensile elastic modulus. Is. However, in general, when high elastic modulus carbon fiber is used, it is easy to realize high performance such as high rigidity and light weight.Therefore, the value obtained by multiplying the torsional strength and the strand elastic modulus is used as a convenient high performance index. Shown in 1. (1) Measurement of bundle strength of carbon fiber Carbon fiber was not impregnated with resin but was held by an air chuck as it was, pulled at a test length of 50 mm and a pulling speed of 5 to 100 mm / min to obtain breaking strength, and an average of n = 5 was obtained. It was When the bundle strength is poor at the time of measuring the bundle strength and it cannot be gripped by the chuck with good alignment, the yarn bundle may be focused through a water bath and measured in a wet state. (2) Strand Tensile Elastic Modulus / Strength Measurement of Carbon Fiber According to the method described in JIS R7601, a carbon fiber bundle is impregnated with a resin having the following composition, and heat-cured at 130 ° C. for 35 minutes to perform a tensile test. A piece was prepared and the tensile strength and the tensile elastic modulus were measured. Resin composition: 3,4-epoxycyclohexylmethyl-
3,4-Epoxy-cyclohexane-carboxylate (100 parts by weight) / 3 Boron fluoride monoethylamine (3 parts by weight) / Acetone (4 parts by weight) (3) Preparation of prepreg Resin composition was prepared using a reverse roll coater. It was applied onto release paper 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.

【0065】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。 (4)プリプレグの粘着強度測定 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粘着強度を測定した。 (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
kgfの荷重で1秒間押しつけた後、プリプレグBを3
0mm/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
(100mm2)で割った値をプリプレグの粘着強度と
した。 (5)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。 (6)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。 (7)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 impregnation, the release paper on one side is peeled off from the prepreg, a polyethylene film is attached to the surface on the peeled side, and the release paper is placed 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 , the carbon fiber content is 76% by weight.
I got a prepreg. (4) Adhesive strength measurement of prepreg By the following operations (a) and (b), 24 ° C and relative humidity 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 a load of kgf, set prepreg B to 3
The peeling force when peeling in the direction perpendicular to the surface of the prepreg A at a speed of 0 mm / min was measured, and the value obtained by dividing this by the contact area (100 mm 2 ) was taken as the adhesive strength of the prepreg. (5) Fabrication of tubular body made of fiber composite material By the following operations (a) to (e), a fiber composite having a laminated constitution of [0 3 / ± 45 3 ] in the cylindrical 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. (6) Measurement of glass transition temperature (Tg) of cured epoxy resin For a measurement sample obtained by cutting out from a tubular body,
It was measured by the DSC method according to JIS K7112. During the DSC measurement, the heating rate was 40 ° C./minute. (7) Measurement of torsional strength of tubular body A test piece with a length of 400 mm 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.

【0066】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.

【0067】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、登録商標、ジャパンエポキシ
レジン(株)製、平均エポキシ当量184〜194)5
0重量部 ビスフェノールA型2官能エポキシ樹脂(“エピコー
ト”1001、登録商標、ジャパンエポキシレジン
(株)製、平均エポキシ当量450〜500)30重量
部 ビスフェノールA型2官能エポキシ樹脂(“エピコー
ト”1004、登録商標、ジャパンエポキシレジン
(株)製、平均エポキシ当量875〜975)20重量
部 ジシアンジアミド(“エピキュア”DICY−7、登録
商標、ジャパンエポキシレジン(株)製)5重量部 3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル
ウレア(DCMU99、型番、保土ヶ谷化学工業(株)
製)4重量部 ポリビニルホルマール(“ビニレック”K、登録商標、
チッソ(株)製)4重量部 この樹脂組成物と、一方向に引き揃えた引張弾性率38
1GPa、束強力726N/束の炭素繊維を用い、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, registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., average epoxy equivalent 184-194) 5
0 parts by weight bisphenol A type bifunctional epoxy resin ("Epicoat" 1001, registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., average epoxy equivalent 450-500) 30 parts by weight bisphenol A type bifunctional epoxy resin ("Epicoat" 1004, Registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 875-975) 20 parts by weight Dicyandiamide ("Epicure" DICY-7, registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 5 parts by weight 3- (3,4) -Dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU99, model number, Hodogaya Chemical Co., Ltd.
4 parts by weight of polyvinyl formal (“Vinylec” K, registered trademark,
Chisso Co., Ltd.) 4 parts by weight This resin composition and a tensile modulus of elasticity aligned in one direction 38
A sheet-shaped prepreg (A-1) was produced according to the above-mentioned operation using 1 GPa and a bundle strength of 726 N / bundle of carbon fibers.

【0068】得られたプリプレグ(A−1)の粘着強度
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粘着強度を示した。
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 carried out twice, and as shown in Table 1, all showed good adhesive strength.

【0069】引張弾性率295GPaの炭素繊維の含有
率が76重量%である東レ(株)製プリプレグP225
5F−12(型番)をストレート材、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)実施例1と同一の樹脂組成物と、一方向に
引き揃えた引張弾性率393GPa、束強力745N/
束の炭素繊維を用い、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。
Prepreg P225 manufactured by Toray Industries, Inc. having a carbon fiber content having a tensile elastic modulus of 295 GPa of 76% by weight.
5F-12 (model number) is straight material, prepreg (A-
Using 1) as a bias material, a tubular body was produced 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 2) The same resin composition as in Example 1, a tensile elastic modulus of 393 GPa aligned in one direction, and a bundle strength of 745 N /
Using a bundle of carbon fibers, a sheet-like prepreg (A-2) was produced according to the above-mentioned operation.

【0070】得られたプリプレグ(A−2)の粘着強度
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粘着強度を示した。
The adhesive strength of the obtained prepreg (A-2) was measured on the surface to which 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 shown, all of them showed good adhesive strength.

【0071】実施例1と同じ東レ(株)製プリプレグP
2255F−12(型番)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。
Prepreg P manufactured by Toray Industries, Inc. as in Example 1
2255F-12 (model number) was used as a straight material and prepreg (A-2) 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 3) 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A型2官能性エポキシ樹脂
(“エピコート”828、登録商標、ジャパンエポキシ
レジン(株)製、平均エポキシ当量184〜194)4
0重量部 ビスフェノールF型2官能性エポキシ樹脂(“エピコー
ト”807、登録商標、ジャパンエポキシレジン(株)
製、平均エポキシ当量160〜175)20重量部 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、登録商標、ジャパンエポキシレジン
(株)製、平均エポキシ当量4400)30重量部 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、登録商標、ジャパンエポキシレジン
(株)製、平均エポキシ当量176〜180)10重量
部 ジシアンジアミド(“エピキュア”DICY−7、登録
商標、ジャパンエポキシレジン(株)製)5重量部 3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル
ウレア(DCMU99、型番、保土ヶ谷化学工業(株)
製)4重量部 ポリビニルホルマール(“ビニレック”K、登録商標、
チッソ(株)製)4重量部 この樹脂組成物と、実施例1と同じ一方向に引き揃えた
引張弾性率381GPa、束強力726N/束の炭素繊
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, registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., average epoxy equivalent 184-194) 4
0 parts by weight bisphenol F-type bifunctional epoxy resin ("Epicoat" 807, registered trademark, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
Made, average epoxy equivalent 160-175) 20 parts by weight bisphenol F-type bifunctional epoxy resin ("Epicoat" 4010P, registered trademark, Japan Epoxy Resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 4400) 30 parts by weight phenol novolac type polyfunctional Epoxy resin ("Epicote" 154, registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd., average epoxy equivalent 176-180) 10 parts by weight dicyandiamide ("Epicure" DICY-7, registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.) 5 Parts by weight 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU99, model number, Hodogaya Chemical Co., Ltd.)
4 parts by weight of polyvinyl formal (“Vinylec” K, registered trademark,
Chisso Co., Ltd.) 4 parts by weight Using this resin composition and the same unidirectional tensile elastic modulus of 381 GPa and bundle strength of 726 N / bundle of carbon fibers, a sheet-like prepreg is prepared according to the above-mentioned operation. (A-3) was produced.

【0073】得られたプリプレグ(A−3)の粘着強度
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粘着強度を示した。
The adhesive strength of the obtained prepreg (A-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 carried out twice, and as shown in Table 1, all showed good adhesive strength.

【0074】実施例1と同じ東レ(株)製プリプレグP
2255F−12(型番)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。 (比較例1)実施例1と同一の樹脂組成物と、一方向に
引き揃えた引張弾性率375GPa、束強力510N/
束の炭素繊維を用い、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。
Prepreg P manufactured by Toray Industries, Inc. as in Example 1
2255F-12 (model number) was used as a straight material and prepreg (A-3) 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. (Comparative Example 1) The same resin composition as in Example 1, a tensile elastic modulus of 375 GPa aligned in one direction, and a bundle strength of 510 N /
Using a bundle of carbon fibers, a sheet-like prepreg (B-1) was produced according to the above-mentioned operation.

【0075】得られたプリプレグ(B−1)の粘着強度
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。
The adhesive strength of the obtained prepreg (B-1) was measured on the surface to which 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 a total of 2 times after the polyethylene film was peeled off and the surface was exposed in an environment of 23 ° C and 50% RH for 24 hours.

【0076】実施例1と同じ東レ(株)製プリプレグP
2255F−12(型番)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(A)中である炭素繊維の束強力が
510N/束と低いことから、実施例1および2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)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。
Prepreg P manufactured by Toray Industries, Inc. as in Example 1
2255F-12 (model number) was used as a straight material and prepreg (B-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 cured resin material of the bias material were measured. . The results are collectively shown in Table 1. Since the bundle strength of the carbon fibers in the constituent element (A) is as low as 510 N / bundle, the torsional strength of the tubular body is low as compared with Examples 1 and 2. Became. (Comparative Example 2) The following raw materials were mixed with a kneader to obtain a resin composition in which polyvinyl formal was uniformly dissolved.

【0077】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、登録商標、ジャパンエポキシ
レジン(株)製、平均エポキシ当量184〜194)4
0重量部 ビスフェノールF型2官能性エポキシ樹脂(“エピコー
ト”807、登録商標、ジャパンエポキシレジン(株)
製、平均エポキシ当量160〜175)20重量部 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、登録商標、ジャパンエポキシレジン
(株)製、平均エポキシ当量4400)10重量部 フェノールノボラック型エポキシ樹脂(“エピコート”
154、登録商標、ジャパンエポキシレジン(株)製、
平均エポキシ当量176〜180)30重量部 ジシアンジアミド(“エピキュア”DICY−7、登録
商標、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、型番、保土ヶ谷化学工業(株)
製)4重量部 ポリビニルホルマール(“ビニレック”K、登録商標、
チッソ(株)製)5重量部 この樹脂組成物と、実施例1と同じ一方向に引き揃えた
引張弾性率381GPa、束強力726N/束の炭素繊
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。
Bisphenol A type bifunctional epoxy resin ("Epicoat" 828, registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd., average epoxy equivalent 184-194) 4
0 parts by weight bisphenol F-type bifunctional epoxy resin ("Epicoat" 807, registered trademark, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
Made, average epoxy equivalent 160-175) 20 parts by weight bisphenol F type bifunctional epoxy resin ("Epicoat" 4010P, registered trademark, Japan Epoxy Resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 4400) 10 parts by weight phenol novolac type epoxy resin ("Epicote"
154, registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.,
Average epoxy equivalent 176 to 180) 30 parts by weight Dicyandiamide ("Epicure" DICY-7, registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.) 5 parts 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU99 , Model number, Hodogaya Chemical Co., Ltd.
4 parts by weight of polyvinyl formal (“Vinylec” K, registered trademark,
Chisso Co., Ltd.) 5 parts by weight Using this resin composition and the same unidirectional tensile elastic modulus of 381 GPa and bundle strength of 726 N / bundle of carbon fibers, a sheet-like prepreg is prepared according to the above-mentioned operation. (B-2) was produced.

【0078】得られたプリプレグ(B−2)の粘着強度
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-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.

【0079】次に、東レ(株)製プリプレグP2255
F−12(型番)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、構成要素(B)中2官能性エポキシ樹脂を含む割合
が70重量%と低いことから、実施例1および3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
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.
Using F-12 (model number) as a straight material and prepreg (B-2) as a bias material, a tubular body was prepared by the method described above, and its twist strength and Tg of a cured resin material of the bias material were measured. . The results are collectively shown in Table 1. Since the content of the bifunctional epoxy resin in the constituent element (B) is as low as 70% by weight, the torsional strength of the tubular body is low as compared with Examples 1 and 3. It became a value. Example 4 The following raw materials were mixed with a kneader to obtain a resin composition in which polyvinyl formal was uniformly dissolved.

【0080】ビスフェノールF型2官能性エポキシ樹脂
(“エピコート”828、登録商標、ジャパンエポキシ
レジン(株)製、平均エポキシ当量184〜194)5
0重量部 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、登録商標、ジャパンエポキシレジン
(株)製、平均エポキシ当量450〜500)30重量
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、登録商標、ジャパンエポキシレジン
(株)製、平均エポキシ当量875〜975)20重量
部 ジシアンジアミド(“エピキュア”DICY−7、登録
商標、ジャパンエポキシレジン(株)製)5重量部 3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル
ウレア(DCMU99、型番、保土ヶ谷化学工業(株)
製)4重量部 ポリビニルホルマール(“ビニレック”K、登録商標、
チッソ(株)製)4重量部 この樹脂組成物と、一方向に引き揃えた引張弾性率43
9GPa、束強力695N/束の炭素繊維を用い、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" 828, registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd., average epoxy equivalent 184-194) 5
0 parts by weight bisphenol A type bifunctional epoxy resin ("Epicoat" 1001, registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., average epoxy equivalent 450-500) 30 parts by weight bisphenol A type bifunctional epoxy resin ("Epicoat") 1004, registered trademark, Japan Epoxy Resin Co., Ltd., average epoxy equivalent 875-975) 20 parts by weight Dicyandiamide ("Epicure" DICY-7, registered trademark, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 5 parts by weight 3- (3 , 4-Dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU99, model number, Hodogaya Chemical Co., Ltd.)
4 parts by weight of polyvinyl formal (“Vinylec” K, registered trademark,
Chisso Co., Ltd.) 4 parts by weight This resin composition and a tensile elastic modulus 43 aligned in one direction
A sheet-like prepreg (A-4) was produced according to the above-described operation using 9 GPa and a bundle strength of 695 N / bundle of carbon fibers.

【0081】得られたプリプレグ(A−4)の粘着強度
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粘着強度を示した。
The adhesive strength of the obtained prepreg (A-4) was measured by the above-mentioned operation for 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 carried out twice, and as shown in Table 1, all showed good adhesive strength.

【0082】次に、東レ(株)製プリプレグP2255
F−12(型番)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。 (実施例5)実施例4と同一の樹脂組成物と、一方向に
引き揃えた引張弾性率438GPa、束強力620N/
束の炭素繊維を用い、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.
Using F-12 (model number) as a straight material and prepreg (A-4) as a bias material, a tubular body was produced by the method described above, and its twist strength and Tg of a cured resin material of the bias material were measured. . The results are summarized in Table 1. (Example 5) The same resin composition as in Example 4, a tensile elastic modulus of 438 GPa aligned in one direction, and a bundle strength of 620 N /
Using a bundle of carbon fibers, a sheet-like prepreg (A-5) was produced according to the above-mentioned operation.

【0083】得られたプリプレグ(A−5)の粘着強度
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粘着強度を示した。
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 shown, all of them showed good adhesive strength.

【0084】実施例1と同じ東レ(株)製プリプレグP
2255F−12(型番)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。 (実施例6)実施例4と同一の樹脂組成物と、一方向に
引き揃えた引張弾性率435GPa、束強力520N/
束の炭素繊維を用い、前記した操作に従ってシート状の
プリプレグ(A−6)を作製した。
Prepreg P manufactured by Toray Industries, Inc. as in Example 1
2255F-12 (model number) was used as a straight material and prepreg (A-5) was used as a bias material to prepare a tubular body by the method described above, and its torsional strength and Tg of a cured resin material of the bias material were measured. . The results are summarized in Table 1. (Example 6) The same resin composition as in Example 4, a tensile elastic modulus of 435 GPa aligned in one direction, and a bundle strength of 520 N /
Using a bundle of carbon fibers, a sheet-like prepreg (A-6) was produced according to the above-mentioned operation.

【0085】得られたプリプレグ(A−6)の粘着強度
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粘着強度を示した。
The adhesive strength of the obtained prepreg (A-6) 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 shown, all of them showed good adhesive strength.

【0086】実施例1と同じ東レ(株)製プリプレグP
2255F−12(型番)をストレート材として、プリ
プレグ(A−6)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4と同一の樹脂組成物と、一方向に
引き揃えた引張弾性率431GPa、束強力480N/
束の炭素繊維を用い、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。
Prepreg P manufactured by Toray Industries, Inc. as in Example 1
Using 2255F-12 (model number) as a straight material and prepreg (A-6) as a bias material, a tubular body was prepared by the method described above, and its twist strength and Tg of a resin cured product of the bias material were measured. . The results are summarized in Table 1. (Comparative Example 3) The same resin composition as in Example 4, a tensile elastic modulus of 431 GPa aligned in one direction, and a bundle strength of 480 N /
A sheet-shaped prepreg (B-3) was produced using the bundle of carbon fibers according to the above-described operation.

【0087】得られたプリプレグ(B−3)の粘着強度
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。
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 was performed within 3 minutes after the polyethylene film was peeled off, and a total of 2 times after the polyethylene film was peeled off and the surface was exposed in an environment of 23 ° C and 50% RH for 24 hours.

【0088】実施例1と同じ東レ(株)製プリプレグP
2255F−12(型番)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、構成要素(A)中である炭素繊維の束強力が
480N/束と低いことから、実施例4、5および6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。
Prepreg P manufactured by Toray Industries, Inc. as in Example 1
2255F-12 (model number) was used as a straight material and prepreg (B-3) was used as a bias material to prepare a tubular body by the method described above, and its torsional strength and Tg of a cured resin material of the bias material were measured. . The results are collectively shown in Table 1. Since the bundle strength of the carbon fibers in the constituent element (A) is as low as 480 N / bundle, the torsional strength of the tubular body is higher than those of Examples 4, 5 and 6. It became a low value. (Comparative Example 4) The following raw materials were mixed with a kneader to obtain a resin composition in which polyvinyl formal was uniformly dissolved.

【0089】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、登録商標ジャパンエポキシレ
ジン(株)製、平均エポキシ当量160〜175)50
重量部 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、登録商標、ジャパンエポキシレジン
(株)製、平均エポキシ当量2400〜3300)20
重量部 フェノールノボラック型エポキシ樹脂(“エピコート”
154、登録商標、ジャパンエポキシレジン(株)製、
平均エポキシ当量176〜180)30重量部ジシアン
ジアミド(“エピキュア”DICY−7、登録商標、ジ
ャパンエポキシレジン(株)製)5重量部 3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル
ウレア(DCMU99、型番、保土ヶ谷化学工業(株)
製)4重量部 ポリビニルホルマール(“ビニレック”K、登録商標、
チッソ(株)製)3重量部 この樹脂組成物と、実施例1と同じ一方向に引き揃えた
引張弾性率439GPa、束強力695N/束の炭素繊
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, registered trademark Japan Epoxy Resins Co., Ltd., average epoxy equivalent 160-175) 50
Parts by weight Bisphenol A type bifunctional epoxy resin (“Epicoat” 1009, registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd., average epoxy equivalent 2400-3300) 20
Phenolic novolac type epoxy resin (“Epicoat”)
154, registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.,
Average epoxy equivalent 176 to 180) 30 parts by weight Dicyandiamide ("Epicure" DICY-7, registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.) 5 parts by weight 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea ( DCMU99, model number, Hodogaya Chemical Co., Ltd.
4 parts by weight of polyvinyl formal (“Vinylec” K, registered trademark,
Chisso Co., Ltd.) 3 parts by weight Using this resin composition and the same unidirectional tensile elastic modulus of 439 GPa and bundle strength of 695 N / bundle of carbon fibers, a sheet-like prepreg is prepared according to the above-mentioned operation. (B-4) was produced.

【0090】得られたプリプレグ(B−4)の粘着強度
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-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.

【0091】次に、東レ(株)製プリプレグP2255
F−12(型番)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、構成要素(B)中2官能性エポキシ樹脂を含む割合
が70重量%と低いことから、実施例4と比較して管状
体のねじり強さは低い値となった。
Next, prepreg P2255 manufactured by Toray Industries, Inc.
Using F-12 (model number) as a straight material and prepreg (B-4) as a bias material, a tubular body was prepared by the above-described method, and its torsional strength and Tg of a resin cured product of the bias material were measured. . The results are collectively shown in Table 1. Since the proportion of the component (B) containing the bifunctional epoxy resin was as low as 70% by weight, the twisting strength of the tubular body was lower than that of Example 4. became.

【0092】[0092]

【表1】 [Table 1]

【0093】[0093]

【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.

【0094】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 fiber-reinforced composite material tubular body 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 (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29K 105:06 B29C 67/14 B Fターム(参考) 4F072 AA04 AB10 AB22 AD28 AG03 AK06 AL03 4F205 AA39 AB03 AD02 AD16 AG08 AH05 AH31 AH59 HA02 HA23 HA33 HA45 HB01 HC17 4J002 CD012 CD041 CD051 CD062 CD072 CD101 CD142 DA017 EL136 EN046 EN076 EQ026 EV226 FA047 FD146 FD150 GC00 GN00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B29K 105: 06 B29C 67/14 BF term (reference) 4F072 AA04 AB10 AB22 AD28 AG03 AK06 AL03 4F205 AA39 AB03 AD02 AD16 AG08 AH05 AH31 AH59 HA02 HA23 HA33 HA45 HB01 HC17 4J002 CD012 CD041 CD051 CD062 CD072 CD101 CD142 DA017 EL136 EN046 EN076 EQ026 EV226 FA047 FD146 FD150 GC00 GN00

Claims (8)

【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(A)の単糸数12000本換
算の繊維束の引張強力Y(N/束)とストランド引張弾
性率X(GPa)が次の関係を満たすことを特徴とする
プリプレグ。 Y≧−4X/3+1070 (A)炭素繊維 (B)100重量%中、2官能エポキシ樹脂が75〜1
00重量%含まれてなるエポキシ樹脂 (C)硬化剤
1. A tensile strength Y (N / bundle) of a fiber bundle comprising the following constituents (A), (B) and (C) and having a number of single yarns of 12,000 as the constituent (A). A prepreg characterized in that the strand tensile elastic modulus X (GPa) satisfies the following relationship. Y ≧ -4X / 3 + 1070 (A) 100% by weight of carbon fiber (B), 75 to 1 of bifunctional epoxy resin
Epoxy resin (C) curing agent containing 100% by weight
【請求項2】次の構成要素(A)、(B)、(C)を含
んでなり、かつ構成要素(A)の単糸数12000本換
算の繊維束の引張強力Y(N/束)が550N/束以上
であり、かつストランド引張弾性率Xが320GPa〜
600GPaの範囲であることを特徴とするプリプレ
グ。 (A)炭素繊維 (B)100重量%中、2官能エポキシ樹脂が75〜1
00重量%含まれてなるエポキシ樹脂 (C)硬化剤
2. The tensile strength Y (N / bundle) of a fiber bundle comprising the following constituent elements (A), (B) and (C), and having a number of single yarns of the constituent element (A) of 12000. 550 N / bundle or more, and the strand tensile elastic modulus X is 320 GPa or more
Prepreg characterized by being in the range of 600 GPa. In (A) 100% by weight of carbon fiber (B), 75 to 1 of bifunctional epoxy resin
Epoxy resin (C) curing agent containing 100% by weight
【請求項3】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10〜
50重量%含まれてなる請求項1または2に記載のプリ
プレグ。
3. In 100% by weight of a bifunctional epoxy resin,
Epoxy resin having an epoxy equivalent of 750 or more is 10
The prepreg according to claim 1 or 2, which comprises 50% by weight.
【請求項4】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10〜80重量%含
まれてなる請求項1〜3のいずれかに記載のプリプレ
グ。
4. In 100% by weight of a bifunctional epoxy resin,
The prepreg according to any one of claims 1 to 3, which comprises 10 to 80% by weight of a bisphenol F type epoxy resin.
【請求項5】プリプレグ表面同士の粘着強度が0.05
0〜0.150N/mm 2である請求項1〜4のいずれ
かに記載のプリプレグ。
5. The adhesive strength between the prepreg surfaces is 0.05.
0 to 0.150 N / mm 2It is any one of Claims 1-4 which is
The prepreg described in the crab.
【請求項6】請求項1〜5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。
6. A fiber-reinforced composite material tubular body comprising a layer formed by heat-curing the prepreg according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】構成要素(A)が一方向に引き揃えられて
おり、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
請求項6に記載の繊維強化複合材料製管状体。
7. The component (A) is aligned in one direction and the fiber orientation of the component (A) is arranged at an angle of 20 ° to 90 # with respect to the longitudinal direction of the tubular body. The tubular body made of the fiber-reinforced composite material according to claim 6.
【請求項8】エポキシ樹脂の硬化物のガラス転移温度が
80℃〜120℃である特徴とする請求項6または7に
記載の繊維強化複合材料製管状体。
8. The fiber-reinforced composite material tubular body according to claim 6, wherein the glass transition temperature of the cured product of the epoxy resin is 80 ° C. to 120 ° C.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007291227A (en) * 2006-04-25 2007-11-08 Toto Kasei Co Ltd Flame-retardant carbon fiber reinforced composite

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