JP3204627B2 - Fiber reinforced plastic molding - Google Patents

Fiber reinforced plastic molding

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JP3204627B2
JP3204627B2 JP14834197A JP14834197A JP3204627B2 JP 3204627 B2 JP3204627 B2 JP 3204627B2 JP 14834197 A JP14834197 A JP 14834197A JP 14834197 A JP14834197 A JP 14834197A JP 3204627 B2 JP3204627 B2 JP 3204627B2
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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、ラケットフレー
ム、ゴルフクラブシャフト、釣竿ロッド等のスポーツ用
品や、ロボットアーム等の産業用品等に使用される繊維
強化プラスチック成形品に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fiber-reinforced plastic molded product used for sports goods such as racket frames, golf club shafts, fishing rods, etc., and industrial goods such as robot arms.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種スポーツ用品、産業用品として使用
されている繊維強化プラスチック成形品には、軽量であ
ること、高強度を有すること、及び、高い振動減衰性を
有すること等の性能が要求される。
2. Description of the Related Art Fiber-reinforced plastic moldings used as various sports goods and industrial goods are required to have properties such as light weight, high strength and high vibration damping. You.

【0003】強度(曲げ強度及び衝撃強度等)は成形品
の耐久性に影響し、強度が高いと成形品の耐久性が向上
する。一方、振動減衰性は、成形品がテニスラケットで
ある場合、打球感や打球時に人体に加わる衝撃に大きく
影響し、振動減衰性が優れていると、打球感がマイルド
になると共に、テニスエルボーといった人体への損傷を
抑制することができる。また、成形品がロボットアーム
である場合は、振動減衰性が優れていると、ロボットの
動きの静止にかかる時間を短縮でき、作業効率を短縮す
ることができる。
[0003] The strength (bending strength, impact strength, etc.) affects the durability of a molded article. If the strength is high, the durability of the molded article is improved. On the other hand, when the molded product is a tennis racket, the vibration damping has a large effect on the feel at impact and the impact applied to the human body at the time of hitting the ball. Damage to the human body can be suppressed. In addition, when the molded product is a robot arm, if the vibration damping property is excellent, the time required for the motion of the robot to stand still can be reduced, and the working efficiency can be reduced.

【0004】エポキシ樹脂をマトリクス樹脂に用いた繊
維強化プラスチック成形品においても、従来からその強
度や制振性(振動減衰性)を向上させるために、マトリ
クス樹脂の改質について多くの提案がなされている。
[0004] Many proposals have been made on modifying a matrix resin in order to improve the strength and vibration damping properties (vibration damping properties) of a fiber-reinforced plastic molded article using an epoxy resin as a matrix resin. I have.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】例えば、長脂肪族基や
ゴム状性質をもつ硬化剤の使用、エラストマー的性質を
持つ化合物の添加、アスファルト物質、グリコール類等
の可塑剤の添加、エポキシ化合物へのゴム弾性を示す分
子基の導入等により強靭化を図る試みがある〈越智 光
一,『高分子』 38(3),200(1989)、堀
内 伸,『機能材料』 15(7)22(199
5)〉。また、強靭化をはかる為に、フェノール性水酸
基含有アラミド−ポリブタジエン−アクリロニトリルブ
ロック共重合体、エポキシ樹脂、硬化剤及び無機または
有機繊維からなる繊維強化複合エポキシ樹脂組成物が提
案されている(特開平4−328116号公報)。しか
しながら、これらの提案による成形品は、強度・剛性は
かなり優れているものの振動減衰性については好ましい
結果が得られていない。
For example, use of a hardener having a long aliphatic group or rubbery properties, addition of a compound having an elastomeric property, addition of a plasticizer such as asphalt substance, glycols, etc., to epoxy compounds Attempts to increase toughness by introducing a molecular group exhibiting rubber elasticity <Koichi Ochi, “Polymer” 38 (3), 200 (1989), Shin Horiuchi, “Functional Materials” 15 (7) 22 (199)
5)>. Further, in order to achieve toughness, a fiber-reinforced composite epoxy resin composition comprising a phenolic hydroxyl group-containing aramid-polybutadiene-acrylonitrile block copolymer, an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic or organic fiber has been proposed (Japanese Patent Laid-Open Publication No. HEI 9-26139). 4-328116). However, although the molded articles according to these proposals have excellent strength and rigidity, favorable results regarding vibration damping properties have not been obtained.

【0006】一方、特開平6−155464号公報に
は、振動減衰性を向上させるために、ブチルゴムを主成
分とする制振性樹脂フィルムを層状に埋め込んだエポキ
シ樹脂含浸炭素繊維プリプレグを用いたラケットが提案
されている。しかるに、かかる提案によるラケットで
は、制振性樹脂フィルムとエポキシ樹脂含浸炭素繊維層
との接着性が悪いために、成形品の強度・剛性が大きく
低下してしまう。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-155644 discloses a racket using an epoxy resin impregnated carbon fiber prepreg in which a vibration damping resin film containing butyl rubber as a main component is embedded in a layer in order to improve vibration damping properties. Has been proposed. However, in the racket according to such a proposal, the strength and rigidity of the molded article are greatly reduced due to poor adhesion between the vibration damping resin film and the epoxy resin impregnated carbon fiber layer.

【0007】このように、従来からエポキシ樹脂をマト
リクス樹脂に用いている繊維強化プラスチック成形品の
性能向上のために種々の提案がなされているが、強度及
び振動減衰性の両者ついて満足できる成形品が得られて
いないのが実情である。
As described above, various proposals have conventionally been made to improve the performance of a fiber-reinforced plastic molded article using an epoxy resin as a matrix resin, but the molded article is satisfactory in both strength and vibration damping properties. It is the fact that is not obtained.

【0008】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
てものであり、マトリクス樹脂がエポキシ樹脂からなる
繊維強化プラスチック成形品であって、強度及び振動減
衰性のいずれにも優れた繊維強化プラスチック成形品を
提供することを課題としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and is a fiber-reinforced plastic molded article in which a matrix resin is made of an epoxy resin, wherein the fiber-reinforced plastic is excellent in both strength and vibration damping properties. It is an object to provide a molded product.

【0009】[0009]

【課題を解決するため手段】テニスラケット、ゴルフク
ラブ等の繊維強化プラスチック成形品は、樹脂含浸した
強化繊維層を積層して中空パイプ状に成形したものが主
流である。このような中空成形品では、その耐衝撃性及
び振動減衰性について、単純な曲げモードだけでなく捻
りを含めたモードが重要となる。例えば、テニスラケッ
トフレームの場合、面外方向の曲げ、すなわち、ラケッ
トフェイス面に対する垂直方向の曲げに対して、その変
形に追従するためには、中空フレームに捻りが発生す
る。また、ゴルフクラブシャフトの場合も、その変形は
単純な曲げのみではなく、捻りが複合されたもとのな
る。そして、このような捻りが生じると、中空成形品の
内部では、図8に示すように、捻り方向の力1に対し
て、上下に重なる樹脂含浸強化繊維層間に剪断力2が発
生する。すなわち、中空成形品の耐衝撃強度及び振動減
衰性には積層された樹脂含浸強化繊維層間に発生する剪
断力が大きく影響を与えている。
The mainstream of fiber-reinforced plastic moldings such as tennis rackets and golf clubs is formed by laminating resin-impregnated reinforcing fiber layers and molding them into a hollow pipe shape. In such a hollow molded article, not only a simple bending mode but also a mode including torsion is important for its shock resistance and vibration damping properties. For example, in the case of a tennis racket frame, twisting occurs in the hollow frame in order to follow the deformation in an out-of-plane bending, that is, a bending in a direction perpendicular to the racket face surface. Also, in the case of a golf club shaft, the deformation is not limited to simple bending, but also to the origin in which torsion is compounded. Then, when such a twist is generated, a shear force 2 is generated between the resin-impregnated reinforcing fiber layers vertically overlapping with respect to the force 1 in the twist direction inside the hollow molded article as shown in FIG. That is, the shear strength generated between the laminated resin-impregnated reinforcing fiber layers has a great effect on the impact resistance and vibration damping properties of the hollow molded article.

【0010】本発明者はかかる中空成形品の積層された
樹脂含浸強化繊維層間で発生する剪断力に着眼し、積層
された樹脂含浸強化繊維層間における剪断方向のズレを
少なくし、かつ、剪断力を効果的に吸収できるように、
成形品の材質及び積層構造について鋭意研究を重ね、本
発明を完成させた。
The present inventor has focused on the shearing force generated between the laminated resin-impregnated reinforcing fiber layers of such a hollow molded article, to reduce the deviation in the shearing direction between the laminated resin-impregnated reinforcing fiber layers, and to reduce the shearing force. So that it can be effectively absorbed
The present inventors have made intensive studies on the material of the molded article and the laminated structure and completed the present invention.

【0011】すなわち、本発明は、請求項1で、マトリ
クス樹脂がエポキシ樹脂からなる繊維強化プラスチック
の成形品であって、上下に重なるエポキシ樹脂含浸強化
繊維層間の少なくとも一部にアイオノマーフィルムを介
在させていることを特徴とする繊維強化プラスチック成
形品を提供している。
That is, the present invention is a molded article of a fiber reinforced plastic in which the matrix resin is an epoxy resin, wherein an ionomer film is interposed at least partially between the vertically overlapping layers of the epoxy resin impregnated reinforced fibers. The present invention provides a fiber-reinforced plastic molded product characterized in that:

【0012】上記アイオノマーフィルムとしては、エチ
レン−メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架
橋してなるフィルム、例えば、三井・デュポンケミカル
株式会社製、ハイミラン(商品名)が好適に使用される
(請求項2)。このアイオノマーフィルムはエポキシ基
との反応性が高くエポキシ樹脂に対して優れた接着性を
示すとともに、それ自体は弾力性が大きく、また、強靭
で、耐衝撃性に優れている。
As the above-mentioned ionomer film, a film obtained by crosslinking the molecules of an ethylene-methacrylic acid copolymer with metal ions, for example, Himilan (trade name, manufactured by Dupont Mitsui Chemicals, Inc.) is preferably used. (Claim 2). This ionomer film has high reactivity with an epoxy group and exhibits excellent adhesiveness to an epoxy resin, and itself has high elasticity, is tough, and has excellent impact resistance.

【0013】上記金属イオンとしてはNa、K、Mg、
Zn等のイオンを挙げることができ、特に、アイオノマ
ーフィルムのエポキシ樹脂への接着性をより良好にでき
る点から、Znイオンが好適である。また、アイオノマ
ーフィルムの厚みは特に限定されないが、30〜100
μmの範囲にするのが好適である。
The metal ions include Na, K, Mg,
An ion such as Zn can be mentioned. In particular, a Zn ion is preferable in that the adhesion of the ionomer film to the epoxy resin can be improved. The thickness of the ionomer film is not particularly limited, but may be 30 to 100.
It is preferable that the thickness be in the range of μm.

【0014】このような本発明の繊維強化プラスチック
成形品においては、エポキシ樹脂含浸強化繊維層間に介
在するアイオノマーフィルムがエポキシ樹脂含浸強化繊
維層のエポキシ樹脂と強固に接着して、上下に重なるエ
ポキシ樹脂含浸強化繊維層間の剪断方向のズレが少なく
なり、しかも、アイオノマーフィルムの弾力性によりエ
ポキシ樹脂含浸強化繊維層間で発生する剪断力に伴う振
動を効果的に吸収することができる。よって、成形品の
耐衝撃強度及び振動減衰性を大きく改善することができ
る。
In such a fiber-reinforced plastic molded article of the present invention, the ionomer film interposed between the epoxy resin-impregnated reinforced fiber layers is firmly adhered to the epoxy resin of the epoxy resin-impregnated reinforced fiber layer, and the epoxy resin layer vertically overlaps. The displacement in the shearing direction between the impregnated reinforcing fiber layers is reduced, and vibration caused by the shearing force generated between the epoxy resin impregnated reinforcing fiber layers can be effectively absorbed by the elasticity of the ionomer film. Therefore, the impact resistance and vibration damping properties of the molded product can be greatly improved.

【0015】上記アイオノマーフィルムのガラス転移温
度は0〜60℃の範囲にあるのが好ましい(請求項
3)。一般にアイオノマーはガラス転移温度付近で損失
係数(tanδ)が大きくなる。よって、ガラス転移温
度が0〜60℃のアイオノマーフィルムを用いると、実
使用時の温度(一般的にテニスラケット、ゴルフクラ
ブ、ロボットアーム等を実際に使用する屋外または屋内
の環境温度:約5〜35℃)において、アイオノマーフ
ィルムによる振動吸収性がより顕著に現れる。
The glass transition temperature of the ionomer film is preferably in the range of 0 to 60 ° C. (claim 3). Generally, the ionomer has a large loss coefficient (tan δ) near the glass transition temperature. Therefore, when an ionomer film having a glass transition temperature of 0 to 60 ° C. is used, the temperature at the time of actual use (in general, the outdoor or indoor environmental temperature at which a tennis racket, golf club, robot arm, or the like is actually used: about 5 to 5) (35 ° C.), the vibration absorption by the ionomer film appears more remarkably.

【0016】また、成形品は強化繊維にエポキシ樹脂を
含浸したプリプレグシートの片面にアイオノマーフィル
ムを貼り付けて複合シートとし、該複合シートを中空パ
イプ状に巻き重ね、上記エポキシ樹脂を硬化することに
より中空パイプに成形したものであるのが好ましい(請
求項4)。このようにすると、複合シートを巻き重ねる
だけで、アイオノマーフィルムに対してアイオノマーフ
ィルムが直接接触することなく、下層のエポキシ樹脂含
浸強化繊維層と上層のエポキシ樹脂含浸強化繊維層との
間にアイオノマーフィルムを介在させることができ、よ
って、アイオノマーフィルムとエポキシ樹脂とが効率良
く反応し、成形品の耐衝撃強度及び振動減衰性がより向
上したものとなる。
Further, the molded article is obtained by adhering an ionomer film to one surface of a prepreg sheet in which a reinforcing fiber is impregnated with an epoxy resin to form a composite sheet, winding the composite sheet in a hollow pipe shape, and curing the epoxy resin. It is preferably formed into a hollow pipe (claim 4). In this way, the ionomer film is placed between the lower epoxy resin-impregnated reinforced fiber layer and the upper epoxy resin-impregnated reinforced fiber layer without winding the ionomer film into direct contact with the ionomer film just by winding the composite sheet. Therefore, the ionomer film and the epoxy resin react efficiently, and the impact resistance and vibration damping properties of the molded product are further improved.

【0017】強化繊維に含浸するエポキシ樹脂として
は、アミン類、フェノール類、または炭素炭素二重結合
を有する化合物を前駆体とするエポキシ樹脂等が用いら
れる。特に、一分子中に2個以上のエポキシ基を有する
ものが好適である。アミン類を前駆体とするエポキシ樹
脂の具体例としては、テトラグリシジルジアミノジフェ
ニルメタン、トリグリシジル−P−アミノフェノール、
トリグリシジル−m−アミノフェノール、トリグリシジ
ルアミノクレゾールの各種異性体が挙げられる。フェノ
ール類を前駆体とするエポキシ樹脂の具体例としては、
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型
エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、レゾルシノールノボラック型エポキ
シ樹脂等が挙げられる。炭素炭素二重結合を有する化合
物を前駆体とするエポキシ樹脂の具体例としては脂環式
エポキシ樹脂等が挙げられる。
As the epoxy resin to be impregnated into the reinforcing fibers, an epoxy resin having a precursor of an amine, a phenol, or a compound having a carbon-carbon double bond is used. In particular, those having two or more epoxy groups in one molecule are preferable. Specific examples of epoxy resins using amines as precursors include tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, triglycidyl-P-aminophenol,
Various isomers of triglycidyl-m-aminophenol and triglycidylaminocresol are exemplified. Specific examples of epoxy resins using phenols as precursors include:
Examples include bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, bisphenol S epoxy resin, phenol novolak epoxy resin, cresol novolak epoxy resin, and resorcinol novolak epoxy resin. Specific examples of the epoxy resin using a compound having a carbon-carbon double bond as a precursor include an alicyclic epoxy resin.

【0018】エポキシ樹脂を硬化させるために配合す
る、所謂、エポキシ樹脂用潜在型硬化剤としては、アミ
ン類、酸無水物類、イミダゾール類等が好適である。ア
ミン類の具体例としては、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、
ジシアンジアミド等が挙げられる。酸無水物類の具体例
としては、テトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。
イミダゾール類としては2−n−ヘプタンデシルイミダ
ゾール等が挙げられる。また、これらアミン類、酸無水
物類、イミダゾール類以外にも、例えば、N, N−ジア
ルキル尿素誘導体、N, N−ジアルキル尿素誘導体、
N, N−ジアルキルチオ尿素誘導体、N−アミノエチル
ピペラジン、メラミン、グアナミン、三フッ化ホウ素錯
化合物、トリスジメチルアミノメチルフェノール等を使
用してもよい。これらの硬化剤は1種または2種以上を
組み合わせて用いてもよい。
As the so-called latent curing agent for epoxy resin to be blended for curing the epoxy resin, amines, acid anhydrides, imidazoles and the like are suitable. Specific examples of the amines include 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone,
Dicyandiamide and the like. Specific examples of the acid anhydrides include tetrahydrophthalic anhydride.
Examples of imidazoles include 2-n-heptanedecylimidazole. In addition to these amines, acid anhydrides, and imidazoles, for example, N, N-dialkylurea derivatives, N, N-dialkylurea derivatives,
N, N-dialkylthiourea derivatives, N-aminoethylpiperazine, melamine, guanamine, boron trifluoride complex compounds, trisdimethylaminomethylphenol and the like may be used. These curing agents may be used alone or in combination of two or more.

【0019】硬化促進剤としては、例えば、アルコール
系、フェノール系、メルカプタン系、ジメチルウレア
系、脂肪環系、イミダゾール系等が挙げられる。また、
コスト低減のために、通常、良く配合される充填剤とし
ては、例えば炭酸カルシウム、シリカ、タルク、マイ
カ、セライト、パーライト、アスベスト、アルミナ等を
挙げることができる。
Examples of the curing accelerator include alcohol, phenol, mercaptan, dimethylurea, alicyclic, imidazole and the like. Also,
Examples of fillers that are commonly blended for cost reduction include calcium carbonate, silica, talc, mica, celite, perlite, asbestos, and alumina.

【0020】エポキシ樹脂の硬化温度は硬化剤の種類に
よって変更することができ、特に限定されないが、成形
性及びアイオノマーフィルムとの反応性、アイオノマー
フィルムの融点等を考慮すると140〜160℃の範囲
にするのが好ましい。
The curing temperature of the epoxy resin can be changed depending on the type of the curing agent, and is not particularly limited. However, in consideration of the moldability, the reactivity with the ionomer film, the melting point of the ionomer film, and the like, the curing temperature is in the range of 140 to 160 ° C. Is preferred.

【0021】強化繊維としては、この種の分野で従来か
ら一般に高性能強化繊維として知られている公知のもの
を使用することができ、例えば、カーボン繊維(炭素繊
維)、黒鉛繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ
素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、ガラス繊維、スチ
ール繊維、アモルファス金属繊維、有機繊維等が挙げ
ら、これらは1種または2種以上を組み合わせて用いる
ことができる。また、繊維の形状は連続繊維、長繊維、
短繊維、またはこれらが複合した形態のいずれであって
もよい。また、強化繊維の配置形態や繊維方向は特にに
限定されず、例えば、単一方向、ランダム方向、シート
状、マット状、織物(クロス)状、組み紐状のいずれで
もよい。
As the reinforcing fibers, those known in the field of this type and conventionally generally known as high-performance reinforcing fibers can be used. For example, carbon fibers (carbon fibers), graphite fibers, glass fibers, Examples thereof include aramid fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, boron fiber, glass fiber, steel fiber, amorphous metal fiber, and organic fiber, and these can be used alone or in combination of two or more. In addition, the shape of the fiber is continuous fiber, long fiber,
It may be in the form of short fibers or a composite of these. Further, the arrangement form and fiber direction of the reinforcing fibers are not particularly limited, and may be, for example, any one of a single direction, a random direction, a sheet shape, a mat shape, a woven (cross) shape, and a braided shape.

【0022】成形品の作製方法は特に限定されないが以
下の方法が好適である。 エポキシ樹脂を強化繊維に含浸させたプリプレグを積
層し、該積層体に圧力をかけながらエポキシ樹脂の硬化
を行う。この場合、プリプレグを積層していく段階でプ
リプレグの間にアイオノマーフィルムを介在させる。プ
リプレグとしては、ドラムワインディングによりエポキ
シ樹脂を含浸した連続繊維をドラムに一方向に巻き付け
て作製した一方向連続繊維プリプレグを使用するのが好
ましい。
The method for producing the molded article is not particularly limited, but the following method is preferred. A prepreg in which an epoxy resin is impregnated into reinforcing fibers is laminated, and the epoxy resin is cured while applying pressure to the laminate. In this case, an ionomer film is interposed between the prepregs at the stage of laminating the prepregs. As the prepreg, it is preferable to use a unidirectional continuous fiber prepreg produced by winding continuous fibers impregnated with an epoxy resin by drum winding around a drum in one direction.

【0023】スリーブ状の組み紐を積層してこれをパ
イプ状とし、このパイプ状物にエポキシ樹脂を含浸し、
次いで、該エポキシ樹脂を含浸したパイプ物に圧力をか
けながらエポキシ樹脂の硬化を行う。この場合、スリー
ブ状の組み紐を積層していく段階で、スリーブ状の組み
紐の間にアイオノマーフィルムを介在させる。なお、エ
ポキシ樹脂の含浸が積層体全体に行きわたるように、下
側のスリーブ状の組み紐と上側のスリーブ状の組み紐の
間の全領域にアイオノマーフィルムを存在させず、エポ
キシ樹脂が通過する経路を設けておくのが好ましい。
[0023] A sleeve-shaped braid is laminated to form a pipe, and the pipe is impregnated with epoxy resin.
Next, the epoxy resin is cured while applying pressure to the pipe impregnated with the epoxy resin. In this case, an ionomer film is interposed between the sleeve-shaped braids at the stage of laminating the sleeve-shaped braids. Note that the ionomer film does not exist in the entire area between the lower sleeve-shaped braid and the upper sleeve-shaped braid so that the epoxy resin impregnation spreads over the entire laminate, and the path through which the epoxy resin passes It is preferable to provide it.

【0024】予めエポキシ樹脂を含浸させたロービン
グを用い、フィラメントワインディング法により樹脂含
浸した強化繊維を巻き付けた後、圧力をかけながらエポ
キシ樹脂の硬化を行う。この場合、強化繊維を巻き付け
ていく途中でシート状またはテープ状に裁断したアイオ
ノマーフィルムをラッピングして強化繊維層間にアイオ
ノマーフィルムを介在させる。
Using a roving previously impregnated with an epoxy resin and winding a reinforcing fiber impregnated with a resin by a filament winding method, the epoxy resin is cured while applying pressure. In this case, the ionomer film cut into a sheet or a tape is wrapped while the reinforcing fibers are wound, and the ionomer film is interposed between the reinforcing fiber layers.

【0025】上記〜のいずれの作製方法において
も、成形は、金型内で可撓性チューブの外周面上に層間
にアイオノマーフィルムを介在させた樹脂含浸強化繊維
層の積層物を巻き付け、該積層物に可撓性チューブによ
り圧力を加えながら加熱成形する、所謂、内圧法や、層
間にアイオノマーフィルムを介在させた樹脂含浸強化繊
維層の積層物の外周に加圧用テープを巻き付け、該積層
物に加圧用テープにより圧力を加えながら加熱成形す
る、所謂、外圧法を用いることができる。内圧法におい
ては、余剰の樹脂を金型パーティングラインに流し、外
圧法においては、余剰の樹脂を加圧用テープの隙間から
流す必要があるため、かかる余剰樹脂の流れを阻害する
ようなアイオノマーフィルムの配置は避ける必要があ
る。すなわち、、積層物の最外周をアイオノマーフィル
ムで完全に包み込んでしまったり、上層と下層のアイオ
ノマーフィルム同士が接触するようにアイオノマーフィ
ルムを配置することを避けるのが好ましい。
In any of the above manufacturing methods, molding is performed by winding a laminate of a resin-impregnated reinforcing fiber layer having an ionomer film interposed between layers on an outer peripheral surface of a flexible tube in a mold, and forming the laminate. The material is heat-formed while applying pressure with a flexible tube, so-called internal pressure method, or a pressure tape is wound around the outer periphery of the resin-impregnated reinforcing fiber layer with an ionomer film interposed between the layers, and the laminate is wrapped. A so-called external pressure method in which heat molding is performed while applying pressure with a pressure tape can be used. In the internal pressure method, excess resin flows into the mold parting line, and in the external pressure method, it is necessary to flow the excess resin from the gap of the pressing tape, so an ionomer film that obstructs the flow of such excess resin Arrangement must be avoided. That is, it is preferable to avoid completely wrapping the outermost periphery of the laminate with the ionomer film or to arrange the ionomer film so that the upper and lower ionomer films are in contact with each other.

【0026】成形品内においてアイオノマーフィルムは
アイオノマーフィルムを用いない場合に、その振動の変
位が最も大きくなる箇所の繊維層間に介在させるのが好
ましい。
In the case where the ionomer film is not used in the molded article, it is preferable that the ionomer film be interposed between the fiber layers at the position where the displacement of the vibration is greatest.

【0027】例えば、近年、テニスラケットの軽量化が
すすみ、全体重量が250〜270gのラケットが出現
しており、このような軽量のラケットは反発性が悪いた
めに、バランスをトップヘビーにすることで飛ひ性能を
維持している。すなわち、繊維強化プラスチック層はラ
ケットのフェイス部分、とりわけトップ部分(図9参
照)に多くなるような重量配分にしている。しかしなが
ら、かかる軽量ラケットの振動減衰性の悪いことがプレ
ーヤーから聞かれており、これについて研究した結果、
フェイス部分の重量を大きくするために、グリップ側の
繊維量をフェイス側の繊維量よりも少なくしており、こ
のために、面外方向の2次振動モードの腹の部分での変
位が大きくなっていることが分かった。
For example, in recent years, the weight of a tennis racket has been reduced, and a racket having a total weight of 250 to 270 g has appeared. Since such a lightweight racket has poor resilience, the balance should be top heavy. The flying performance is maintained. That is, the weight distribution of the fiber reinforced plastic layer is increased so as to increase in the face portion of the racket, especially in the top portion (see FIG. 9). However, players have heard that such lightweight rackets have poor vibration damping properties, and as a result of studying this,
In order to increase the weight of the face part, the amount of fiber on the grip side is smaller than the amount of fiber on the face side. Therefore, the displacement at the antinode of the secondary vibration mode in the out-of-plane direction increases. I knew it was.

【0028】図10(A)(B)はラケットフレームの
面外方向の一次振動モードと2次振動モードを示し、上
記2次振動モードの腹の部分とは、図10(B)中のR
1(ガット面を時計面と見て頂点Pを12時とした時の
3時の位置付近)とR2(グリップGとスロート部との
境界付近)の部分である。従って、このようなラケット
においては、かかる2次振動モードの腹の部分R1、R
2の繊維層間にアイオノマーフィルムを介在させると、
振動減衰性を大幅に改善することができる。
FIGS. 10A and 10B show the primary vibration mode and the secondary vibration mode in the out-of-plane direction of the racket frame, and the antinode of the secondary vibration mode corresponds to R in FIG. 10B.
1 (near the 3 o'clock position when the vertex P is 12 o'clock when the gut plane is regarded as the clock face) and R2 (near the boundary between the grip G and the throat portion). Therefore, in such a racket, antinode portions R1 and R1 of the secondary vibration mode are provided.
When an ionomer film is interposed between the two fiber layers,
Vibration damping can be greatly improved.

【0029】また、全体重量が55g以下の軽量のゴル
フクラブシャフトの場合、通常のシャフト(全体重量:
56〜90g)よりも歪みが大きくなる。この場合、特
に、応力が集中する部分にアイオノマーフィルムを挿入
すると、曲げ強度が高くなりクラブシャフトの耐久性を
大きく向上できる。
In the case of a lightweight golf club shaft having a total weight of 55 g or less, a normal shaft (total weight:
56 to 90 g). In this case, particularly, when the ionomer film is inserted into a portion where the stress is concentrated, the bending strength is increased, and the durability of the club shaft can be greatly improved.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、実施例及び比較例により本
発明を更に詳しく説明する。 (実施例1) 東レ(株)製のエポキシ樹脂含浸カーボンファイバープ
リプレグ(T800:P2053−122)を用いて、
以下の工程により、全長600mmで外径(φ)18.
4mmの断面円形パイプを作製した。先ず、長さ600
mm×幅59mmにしたエポキシ樹脂含浸カーボンファ
イバープリプレグシートに、長さ200mm×幅59m
mで、引張強度(JIS K−6760)が245kg
/cm2 、破断点伸び(JIS K−6760)が56
0%、曲げ弾性率(JIS K−7106)が1480
kg/cm2 、ガラス転移温度が40℃のZnイオンタ
イプのアイオノマーフィルム(三井デュポン(株)製、
ハイミラン 1652(商品名))を貼り着けた複合シ
ートを作成した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. (Example 1) Using an epoxy resin impregnated carbon fiber prepreg (T800: P2053-122) manufactured by Toray Industries, Inc.
By the following steps, the overall diameter is 600 mm and the outer diameter (φ) is 18.
A circular pipe having a cross section of 4 mm was produced. First, length 600
200 mm length x 59 m width on an epoxy resin impregnated carbon fiber prepreg sheet having a size of 59 mm × 59 mm width.
m, tensile strength (JIS K-6760) is 245kg
/ Cm 2 , elongation at break (JIS K-6760) is 56
0%, flexural modulus (JIS K-7106) 1480
kg / cm 2 , a glass transition temperature of 40 ° C. and a Zn ion type ionomer film (manufactured by Du Pont-Mitsui Co., Ltd.)
A composite sheet to which Himilan 1652 (trade name) was attached was prepared.

【0031】同様に、長さ600mm×幅60mmにし
たエポキシ樹脂含浸カーボンファイバープリプレグシー
トに長さ600mm×幅60mmにアイオノマーフィル
ム(三井デュポン(株)製、ハイミラン 1652(商
品名))を貼り着けた複合シート、長さ600mm×幅
62mmにしたエポキシ樹脂含浸カーボンファイバープ
リプレグシートに長さ600mm×幅62mmにアイオ
ノマーフィルム(三井デュポン(株)製、ハイミラン
1652(商品名))を貼り着けた複合シート、及び長
さ600mm×幅63mmにしたエポキシ樹脂含浸カー
ボンファイバープリプレグシートに長さ600mm×幅
63mmにアイオノマーフィルム(三井デュポン(株)
製、ハイミラン 1652(商品名))を貼り着けた複
合シートを作成した。
Similarly, an ionomer film (Himilan 1652 (trade name, manufactured by Mitsui Dupont), having a length of 600 mm and a width of 60 mm) was attached to an epoxy resin impregnated carbon fiber prepreg sheet having a length of 600 mm and a width of 60 mm. Composite sheet, epoxy resin-impregnated carbon fiber prepreg sheet having a length of 600 mm x width of 62 mm and an ionomer film (manufactured by Mitsui Dupont Co., Ltd.
1652 (trade name)) and an epoxy resin-impregnated carbon fiber prepreg sheet having a length of 600 mm and a width of 63 mm and an ionomer film of 600 mm in length and 63 mm in width (DuPont Mitsui)
Manufactured by Himilan 1652 (trade name) manufactured by Toshiba Corporation.

【0032】次に上記作成した4枚の複合シートのそれ
ぞれについてプリプレグシート側に該プリプレグシート
との間で繊維方向が±24 ゜となるように、複合シー
トと同一寸法の(長さ×幅)のポキシ樹脂含浸カーボン
ファイバープリプレグシートを更に重ね合わせた。
Next, each of the four composite sheets prepared above has the same dimensions (length × width) as the composite sheet so that the fiber direction is ± 24 ° between the prepreg sheet and the prepreg sheet. The oxy resin impregnated carbon fiber prepreg sheet was further overlapped.

【0033】次に、図1(A)に示すように、φ16.
5mmのマンドレル21に66ナイロンチューブ22を
被せ、この66ナイロンチューブ22の上に上記4枚の
複合シート23A〜23Dを順次巻き付けた後、図1
(B)に示すようにマンドレル21を引き抜いて、レイ
アップ24を作成した。なお、各複合シートの巻き付け
においてオーバ−ラップ量は7mmとし、図1(C)に
示すように、複合シートのオーバ−ラップ部分25が巻
き付け層間で重ならないようにした。これは、次の成形
工程で、加圧力がレイアップ24にできるだけ均一にか
かるようにするために、レイアップ24に極端に厚みの
大きい部分が形成されないようにするためである。
Next, as shown in FIG.
A 66 mm nylon tube 22 is put on a 5 mm mandrel 21, and the four composite sheets 23 </ b> A to 23 </ b> D are sequentially wound on the 66 mm nylon tube 22.
As shown in (B), the mandrel 21 was pulled out to form a lay-up 24. In addition, in the winding of each composite sheet, the overlap amount was set to 7 mm, and as shown in FIG. 1C, the overlap portion 25 of the composite sheet was prevented from overlapping between the winding layers. This is to prevent a portion having an extremely large thickness from being formed on the lay-up 24 so that the pressing force is applied to the lay-up 24 as uniformly as possible in the next molding step.

【0034】次に、円型断面の金型に上記レイアップを
配置し、150℃で40分間加熱して成型し、断面円形
パイプを作製した。この時、66ナイロンチューブには
7kgf/cm2 の空気圧を加えた。
Next, the lay-up was placed in a mold having a circular cross section, and heated at 150 ° C. for 40 minutes to form a circular pipe. At this time, an air pressure of 7 kgf / cm 2 was applied to the 66 nylon tube.

【0035】(実施例2)アイオノマーフィルムとし
て、Naイオンタイプの引張強度(JIS K−676
0)が305kg/cm2 、破断点伸び(JIS K−
6760)が430%、曲げ弾性率(JIS K−71
06)が2040kg/cm2 、ガラス転移温度が0℃
のアイオノマーフィルム(三井デュポン(株)製、ハイ
ミラン 1601(商品名))を用いた以外、実施例1
と同様の構造(エポキシ樹脂含浸カーボンファイバープ
リプレグシート、アイオノマーフィルム、複合シート等
の寸法、積層構成等が同一)の断面円形パイプを作製し
た。
Example 2 As an ionomer film, a Na ion type tensile strength (JIS K-676) was used.
0) is 305 kg / cm 2 , and the elongation at break (JIS K-
6760) is 430% and the flexural modulus (JIS K-71)
06) is 2040 kg / cm 2 , and the glass transition temperature is 0 ° C.
Example 1 except that an ionomer film (Himilan 1601 (trade name) manufactured by Du Pont-Mitsui Co., Ltd.) was used.
A pipe having a circular cross section having the same structure as that of the above (the dimensions of the epoxy resin impregnated carbon fiber prepreg sheet, the ionomer film, the composite sheet, and the like, the lamination structure, and the like) are the same.

【0036】(実施例3)4枚の複合シートのそれぞれ
におけるアイオノマーフィルムの長さを600mmにし
た以外は実施例1と同様にして、断面円形パイプを作成
した。
Example 3 A circular pipe was formed in the same manner as in Example 1 except that the length of the ionomer film in each of the four composite sheets was changed to 600 mm.

【0037】(比較例1)アイオノマーフィルムを貼り
付けることなく、繊維方向が±24 ゜となるよう2枚
のプリプレグシートを重ね合わせた4枚の複合シートを
用いて実施例1と同様の工程により断面円形パイプを作
成した。4枚の複合シートは、それぞれ、長さ600m
m×幅63mmのシート2枚を重ねたもの、長さ600
mm×幅62mmのシート2枚を重ねたもの、長さ60
0mm×幅60mmのシート2枚を重ねたもの、長さ6
00mm×幅59mmのシート2枚を重ねたものとし
た。
(Comparative Example 1) A process similar to that of Example 1 was carried out using four composite sheets obtained by laminating two prepreg sheets so that the fiber direction was ± 24 ° without attaching an ionomer film. A circular pipe was created. Each of the four composite sheets is 600 m long
A stack of two sheets of mx 63 mm width, length 600
2 x 62 mm sheets, length 60
A stack of two sheets of 0 mm x 60 mm width, length 6
Two sheets of 00 mm × 59 mm width were stacked.

【0038】(比較例2)レイアップの最外層にアイオ
ノマーフィルム(三井デュポン(株)製、ハイミラン1
652)を配置し、他は比較例1と同様にして断面円形
パイプを作成した。
(Comparative Example 2) An ionomer film (manufactured by Du Pont-Mitsui Co., Ltd., Himilan 1)
652), and a pipe having a circular cross section was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except for the above.

【0039】(比較例3)アイオノマーフィルムの代わ
りに、エマルジヨン状のブチルゴム系制振塗料(ダイセ
ルル工業(株)製 アングレン)からなる塗布層であっ
て、アイオノマーフィルムと同一寸法にしたものを用い
て、実施例1と同様にして複合シートを4枚作成し、該
4枚の複合シートを用いて実施例1と同様の工程により
断面円形パイプを作成した。
(Comparative Example 3) Instead of the ionomer film, a coating layer made of an emulsion-like butyl rubber-based vibration damping paint (Anglen manufactured by Daicel Industries Ltd.) having the same dimensions as the ionomer film was used. Four composite sheets were produced in the same manner as in Example 1, and a circular pipe having a circular cross section was produced by the same steps as in Example 1 using the four composite sheets.

【0040】以上作製した実施例1〜3及び比較例1〜
3の断面円形パイプの重量を測定し、それぞれについて
強度及び振動減衰性について評価した。
The above-prepared Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to
3 was measured for its strength and vibration damping properties.

【0041】曲げ強度は、図2に示すように、JIS−
K7055に準じて治具10により支持長さ(スパン)
を300mmとし、断面円形パイプ11の全長の中央が
スパンの中央に合うように置き、中央点Pの上方より加
圧具25により荷重を加え、テストスピード50mm/
分で3点曲げ試験を行うことにより測定した。
As shown in FIG. 2, the bending strength was measured according to JIS-
Length supported by jig 10 according to K7055 (span)
Is set to 300 mm, the center of the entire length of the circular pipe 11 is aligned with the center of the span, and a load is applied from above the center point P by the pressurizing tool 25 so that the test speed is 50 mm /
It was measured by performing a three-point bending test in minutes.

【0042】衝撃特性(衝撃最大荷重と衝撃エネルギ
ー)は、図3に示すように、断面円形パイプの中央を切
り出し、該切り出したパイプ12を治具10により支持
長さ(スパン)185mmで支持し、支持長さ(スパ
ン)中央にロードセル32を取り付けた重り32を自由
落下させ、各時間での荷重値と初期加速度から、破壊に
要する最大荷重と破壊に要した衝撃エネルギーを算出し
た。
As shown in FIG. 3, the impact characteristics (maximum impact load and impact energy) were obtained by cutting out the center of a pipe having a circular cross section, and supporting the cut out pipe 12 with a support length (span) of 185 mm using a jig 10. The weight 32 having the load cell 32 attached to the center of the support length (span) was dropped freely, and the maximum load required for breaking and the impact energy required for breaking were calculated from the load value and the initial acceleration at each time.

【0043】振動減衰率は、図4に示すように、加振器
41に断面円形パイプ11の中央を固定し、加振器41
により種々の周波数の振動をパイプに与えて、パイプの
端から20mmの部分に貼り付けたアルミ箔42の振動
をレーザ変位形43で測定し、該レーザ変位形43によ
り測定値をDFC(Doppler Frequenn
cy Tracker)を介してFFT(Fast F
ourier Transfer Analizer)
に導入し、1次振動モードの減衰率を測定した。
As shown in FIG. 4, the vibration damping rate is determined by fixing the center of the pipe 11 having a circular cross section to the vibrator 41,
, Vibrations of various frequencies are given to the pipe, and the vibration of the aluminum foil 42 affixed to a portion 20 mm from the end of the pipe is measured by a laser displacement type 43, and the measured value is measured by the laser displacement type 43 with a DFC (Doppler Frequency).
cy Tracker) and FFT (Fast F)
(ourier Transfer Analyzer)
And the damping rate of the primary vibration mode was measured.

【0044】下記表1がその結果である。Table 1 below shows the results.

【表1】 表1に示すように、アイオノマーフィルムを上下に重な
るエポキシ樹脂含浸カーボンファイバープリプレグシー
ト間に介在させた実施例1〜3の断面円形パイプは、比
較例の断面円形パイプに比して曲げ強度及び耐衝撃性
(衝撃最大荷重、衝撃エネルギー)が明らかに向上して
いた。また、比較例1、2の断面円形パイプに比して振
動減衰性が大きく向上していた。なお、エマルジヨン状
のブチルゴム系制振塗料の塗布層を上下に重なるエポキ
シ樹脂含浸カーボンファイバープリプレグシート間に介
在させた比較例3の断面円形パイプは極めて良好な振動
減衰性を示すが、曲げ強度及び耐衝撃性(衝撃最大荷
重、衝撃エネルギー)が著しく劣悪なものであった。以
上の結果から、アイオノマーフィルムを上下に重なるエ
ポキシ樹脂含浸カーボンファイバープリプレグシート間
に介在させて成形することにより、成形品の強度及び振
動減衰性の両方を向上できることが分かった。
[Table 1] As shown in Table 1, the circular cross-section pipes of Examples 1 to 3 in which the ionomer films were interposed between the epoxy resin-impregnated carbon fiber prepreg sheets that vertically overlapped each other had a higher bending strength and resistance than the circular pipes of the comparative example. The impact properties (impact maximum load, impact energy) were clearly improved. In addition, the vibration damping properties were greatly improved as compared with the circular pipes of Comparative Examples 1 and 2. The circular pipe having a circular cross section of Comparative Example 3 in which an application layer of an emulsion-shaped butyl rubber-based vibration damping paint was interposed between epoxy resin-impregnated carbon fiber prepreg sheets that vertically overlapped each other showed extremely good vibration damping properties, but had a high bending strength and The impact resistance (impact maximum load, impact energy) was extremely poor. From the above results, it was found that both the strength and the vibration damping property of the molded product can be improved by interposing the ionomer film between the epoxy resin-impregnated carbon fiber prepreg sheets that are vertically stacked.

【0045】(実施例4)長さ1680mm×70mm
の8枚の東レ(株)製のエポキシ樹脂含浸カーボンファ
イバープリプレグ(T800:P2053−122)5
1A〜51Hを用い、これらを図5(A)に示すよう
に、マンドレル21に被せた66ナイロンチューブ22
上に繊維方向が軸芯に対して0゜、0゜、30゜、30
゜、45゜、45゜、45゜、45゜となるように、か
つ、30゜と45゜のプリプレグについては、隣接する
プリプレグ間で互いに繊維方向が交差するように積層し
て巻き付けた後、図5(B)に示すようにマンドレル2
1を引き抜いて、レイアップ52を作成した。なお、エ
ポキシ樹脂含浸カーボンファイバープリプレグを積層す
る前に内側から1枚目、3枚目、5枚目、7枚目のプリ
プレグには、予め、その外側面に長さ1680mm×幅
70mmにしたZnイオンタイプのアイオノマーフィル
ム(三井デュポン(株)製、ハイミラン 1652(商
品名))をアイオノマーフィルム50を貼り付けてから
積層した。
(Embodiment 4) Length 1680 mm × 70 mm
Eight pieces of epoxy resin impregnated carbon fiber prepreg (T800: P2053-122) 5 manufactured by Toray Industries, Inc.
As shown in FIG. 5A, 66A nylon tube 22 covered with mandrel 21 was used.
Fiber direction is 0 °, 0 °, 30 °, 30
゜, 45 ゜, 45 ゜, 45 ゜, 45 よ う, and, for prepregs of 30 ゜ and 45 積 層, after laminating and winding so that the fiber direction intersects between adjacent prepregs, As shown in FIG. 5 (B), the mandrel 2
1 was pulled out to create a lay-up 52. Before laminating the carbon fiber prepreg impregnated with the epoxy resin, the first, third, fifth, and seventh prepregs from the inside had Zn on their outer surfaces that had a length of 1680 mm and a width of 70 mm. An ionomer ionomer film (Himilan 1652 (trade name), manufactured by Du Pont-Mitsui Co., Ltd.) was laminated after attaching the ionomer film 50.

【0046】そして、図6に示すように、ラケットーフ
レーム用金型53に上記レイアップ52を配置し、66
ナイロンチューブに7kgf/cm2 の空気圧を加え、
150℃で40分間加熱して成型し、テニスラケットロ
ーフレームを作製した。なお、ヨーク部分54は芯材と
して発泡ポリウレタンを使用し、この芯材にプリプレグ
を被せたものを使用した。作製したローフレームのフェ
イス面積は110in2 、重量は190g、バランスは
360mmであった。
Then, as shown in FIG. 6, the lay-up 52 is placed in the racket
Apply 7 kgf / cm 2 air pressure to the nylon tube,
By heating at 150 ° C. for 40 minutes and molding, a tennis racket low frame was prepared. The yoke portion 54 was made of foamed polyurethane as a core material, and the core material was covered with a prepreg. The face area of the prepared low frame was 110 in 2 , the weight was 190 g, and the balance was 360 mm.

【0047】(比較例4)アイオノマーフィルムを介在
させず、他は実施例4と同様にして、重量194g、バ
ランス358mmのテニスラケットローフレームを作成
した。以上作製した実施例4、比較例4のテニスラケッ
トローフレームの振動減衰率を、図7に示す方法で測定
した。
Comparative Example 4 A tennis racket low frame having a weight of 194 g and a balance of 358 mm was prepared in the same manner as in Example 4 except that no ionomer film was interposed. The vibration damping rates of the tennis racket low frames of Example 4 and Comparative Example 4 manufactured as described above were measured by the method shown in FIG.

【0048】図7(A)に示すように、ガットを張った
ラケットフレーム70を紐71でつるし、インパクトハ
ンマー72でフレームを打撃し、該インパクトハンマー
72に取り付けたフォースピックアップ(図示せず)に
振動入力(力F)を計測する一方、グリップエンドより
4cmの部分にフレーム面に対して垂直に固定した加速
度ピックアップ73により振動応答(加速度α)を計測
し、これら計測値(α/F)をアンプ74、75を介し
て周波数解析装置(ヒューレットパッカード製ダイナミ
ックシグナルアナライザー HP3562A)76によ
り周波数解析し、周波数領域での伝達関数をもとめて面
外1次固有振動数と面外2次固有振動数を求めた。
As shown in FIG. 7A, a racket frame 70 with a gut is hung with a string 71, and the frame is hit with an impact hammer 72, and the racket frame 70 is attached to a force pickup (not shown) attached to the impact hammer 72. While measuring a vibration input (force F), a vibration response (acceleration α) is measured by an acceleration pickup 73 fixed to a portion 4 cm from the grip end perpendicular to the frame surface, and these measured values (α / F) are calculated. The frequency is analyzed by a frequency analyzer (Dynamic Signal Analyzer HP3562A manufactured by Hewlett-Packard) 76 via the amplifiers 74 and 75, and the out-of-plane primary natural frequency and the out-of-plane secondary natural frequency are obtained by obtaining a transfer function in the frequency domain. I asked.

【0049】そして、減衰率(ζ)を図7(B)に基づ
いて下記式(1)(2)により算出した。
Then, the attenuation rate (ζ) was calculated by the following equations (1) and (2) based on FIG. 7 (B).

【0050】 ζ=(1/2)×(△ω/ωn )×100 ・・・・・・・(1)Ζ = (1 /) × (△ ω / ω n ) × 100 (1)

【0051】 T0 =Tn /√2 ・・・・・・・(2)T 0 = T n / √2 (2)

【0052】図7(B)、式(1)(2)において、ω
n は共振点の周波数、T0 はTn /√2のところの幅、
n は共振点のピーク値である。
In FIG. 7B and equations (1) and (2), ω
n is the frequency of the resonance point, T 0 is the width at T n / √2,
T n is the peak value of the resonance point.

【0053】実施例4のラケットフレームの1次振動減
衰率(%)は0.649、2次振動減衰率(%)は1.
409であった。一方、比較例4のラケットフレームの
1次振動減衰率(%)は0.237、2次振動減衰率
(%)は0.438であった。
The primary vibration damping rate (%) of the racket frame of the fourth embodiment is 0.649, and the secondary vibration damping rate (%) is 1.49.
409. On the other hand, the primary vibration damping rate (%) of the racket frame of Comparative Example 4 was 0.237, and the secondary vibration damping rate (%) was 0.438.

【0054】以上の結果から、アイオノマーフィルムを
上下に重なるエポキシ樹脂含浸カーボンファイバープリ
プレグシート間にアイオノマーフィルムを介在させて成
形することによりラケットフレームの振動減衰性が著し
く向上することを確認できた。
From the above results, it was confirmed that by shaping the ionomer film with the ionomer film interposed between the epoxy resin-impregnated carbon fiber prepreg sheets stacked vertically, the vibration damping property of the racket frame was significantly improved.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、マトリクス樹脂がエポキシ樹脂からなる繊
維強化プラスチックの成形品において、上下に重なるエ
ポキシ樹脂含浸強化繊維層間の少なくとも一部にアイオ
ノマーフィルムを介在させたことにより、上下に重なる
エポキシ樹脂含浸強化繊維層間の結合力が高まり剪断方
向のズレが生じにくくなると共に、アイオノマーフィル
ムがもつ弾力性により上下に重なるエポキシ樹脂含浸強
化繊維層間で発生する剪断力に伴う振動を効果的に吸収
することができる。よって、成形品の耐衝撃強度及び振
動減衰性の両者を大きく改善することができ、高性能の
繊維強化プラスチック成形品を得ることができる。特
に、強化繊維にエポキシ樹脂を含浸したプリプレグシー
トの片面にアイオノマーフィルムを貼り付けて複合シー
トとし、該複合シートを中空パイプ状に巻き重ね、上記
エポキシ樹脂を硬化してなる中空パイプ成型品とするこ
とにより、イオノマーフィルムとエポキシ樹脂とが効率
良く反応し、成形品の耐衝撃強度及び振動減衰性がより
向上することとなる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, in a molded article of a fiber-reinforced plastic in which the matrix resin is an epoxy resin, at least a portion of the ionomer between the epoxy resin-impregnated reinforcing fiber layers which are vertically stacked. The interposition of the film increases the bonding force between the layers of epoxy resin-impregnated reinforced fibers that overlap vertically, making it less likely to shift in the shear direction, and occurs between the layers of epoxy resin-impregnated reinforced fibers that overlap vertically due to the elasticity of the ionomer film. Vibration caused by the shearing force can be effectively absorbed. Therefore, both the impact resistance and the vibration damping property of the molded product can be greatly improved, and a high-performance fiber-reinforced plastic molded product can be obtained. In particular, an ionomer film is adhered to one side of a prepreg sheet in which a reinforcing fiber is impregnated with an epoxy resin to form a composite sheet, the composite sheet is wound into a hollow pipe shape, and the epoxy resin is cured to form a hollow pipe molded product. Thereby, the ionomer film and the epoxy resin react efficiently, and the impact resistance and the vibration damping property of the molded product are further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 (A)〜(c)は本発明の実施例1の繊維強
化プラスチック成形品(断面円形パイプ)のレイアップ
の作成まで製造工程を示す断面図である。
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views showing a manufacturing process up to the creation of a lay-up of a fiber-reinforced plastic molded product (circular cross-section pipe) of Example 1 of the present invention.

【図2】 繊維強化プラスチック成形品の曲げ強度の測
定方法を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a method for measuring the bending strength of a fiber-reinforced plastic molded product.

【図3】 繊維強化プラスチック成形品の衝撃特性(衝
撃最大荷重と衝撃エネルギー)の測定方法を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a method for measuring impact characteristics (impact maximum load and impact energy) of a fiber-reinforced plastic molded product.

【図4】 繊維強化プラスチック成形品の振動減衰率の
測定方法を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a method for measuring a vibration damping rate of a fiber-reinforced plastic molded product.

【図5】 (A)〜(C)は本発明の実施例4の繊維強
化プラスチック成形品(テニスラケットローフレーム)
のレイアップの作成までの製造工程を示す断面図であ
る。
FIGS. 5A to 5C are fiber-reinforced plastic molded products (tennis racket low frame) of Example 4 of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process up to the creation of the lay-up.

【図6】 図5に示すレイアップを金型によりラケット
ローフレーム形状に成形する成形工程を示す斜視図であ
る。
6 is a perspective view showing a molding step of molding the lay-up shown in FIG. 5 into a racket low frame shape using a mold.

【図7】 (A)は繊維強化プラスチック成形品の振動
減衰率の測定方法を示す図、(B)ラケットの振動入力
と振動応力を周波数解析して得られた周波数と伝達関数
との関係を示す図である。
FIG. 7A is a diagram showing a method of measuring a vibration damping rate of a fiber-reinforced plastic molded product, and FIG. 7B is a graph showing a relationship between a frequency obtained by frequency analysis of a racket vibration input and a vibration stress and a transfer function. FIG.

【図8】 繊維強化プラスチック中空パイプ成形品の捻
り方向の力と上下に重なる樹脂含浸強化繊維層間に発生
する剪断力との関係を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a relationship between a force in a twisting direction of a fiber-reinforced plastic hollow pipe molded product and a shearing force generated between resin-impregnated reinforcing fiber layers that overlap vertically.

【図9】 ラケットの構成部位を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating components of a racket.

【図10】 (A)(B)はラケットフレームにおける
面外方向の一次振動モードと2次振動モードを示した図
である。
FIGS. 10A and 10B are diagrams showing a primary vibration mode and a secondary vibration mode in an out-of-plane direction of a racket frame.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 マンドレル 22 66ナイロンチューブ 23A〜23D 複合シート 24 レイアップ 25 オーバーラップ部分 21 Mandrel 22 66 Nylon tube 23A-23D Composite sheet 24 Lay-up 25 Overlap

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 B29B 11/16 B29B 15/08 - 15/14 C08J 5/04 - 5/10 C08J 5/24 A63B 49/02 - 49/14 A63B 53/00 - 53/16 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B32B 1/00-35/00 B29B 11/16 B29B 15/08-15/14 C08J 5/04-5/10 C08J 5 / 24 A63B 49/02-49/14 A63B 53/00-53/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 マトリクス樹脂がエポキシ樹脂からなる
繊維強化プラスチックの成形品であって、上下に重なる
エポキシ樹脂含浸強化繊維層間の少なくとも一部にアイ
オノマーフィルムを介在させていることを特徴とする繊
維強化プラスチック成形品。
1. A fiber-reinforced plastic molded article in which a matrix resin is made of an epoxy resin, wherein an ionomer film is interposed at least partially between layers of the epoxy resin-impregnated reinforcing fibers which are vertically stacked. Plastic molded products.
【請求項2】 上記アイオノマーフィルムがエチレン−
メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架橋した
ものである請求項1に記載の繊維強化プラスチック成形
品。
2. The method according to claim 1, wherein the ionomer film is ethylene-
The fiber-reinforced plastic molded product according to claim 1, wherein the methacrylic acid copolymer is obtained by crosslinking between molecules of a metal ion.
【請求項3】 上記アイオノマーフィルムのガラス転移
温度が0〜60℃の範囲にある請求項1または2に記載
の繊維強化プラスチック成形品。
3. The fiber-reinforced plastic molded article according to claim 1, wherein the glass transition temperature of the ionomer film is in the range of 0 to 60 ° C.
【請求項4】 強化繊維にエポキシ樹脂を含浸したプリ
プレグシートの片面にアイオノマーフィルムを貼り付け
て複合シートとし、該複合シートを中空パイプ状に巻き
重ね、上記エポキシ樹脂を硬化することにより中空パイ
プに成形したものである請求項1〜3のいずれか一項に
記載の繊維強化プラスチック成形品。
4. An ionomer film is attached to one side of a prepreg sheet in which a reinforcing fiber is impregnated with an epoxy resin to form a composite sheet, the composite sheet is wound into a hollow pipe shape, and the epoxy resin is cured to form a hollow pipe. The fiber-reinforced plastic molded product according to any one of claims 1 to 3, which is molded.
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