JPH03294541A - ハイブリッドプリプレグ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 １１上二且旦玉１ 本発明は、繊維径の小さい炭素繊維などのような強化繊
維と、該強化繊維とは異なる、大きな繊維径（後述する
「換算径」をも含む）を有した、例えばチタン繊維、ア
モルファス繊維、ステンレススチール繊維などの金属繊
維；ボロン繊維、ガラス繊維などの無機繊維；或は種々
の有機繊維などのような異種繊維とを強化繊維として有
したハイブリッドプリプレグ及びその製造方法に関する
ものであり、特に、前記異種繊維がクロス（織物）の状
態に織り込まれてハイブリッド中に存在する点に特徴を
有する。

【未立韮ｌ 近年、炭素繊維その他各種の強化繊維を用いたプリプレ
グが種々の技術分野にて広（使用されており、例えば、
ゴルフシャフト、釣り竿の製造に際しても、軽量で且つ
機械的強度も高いという理由から多く利用されており、
極めて良好な成果を納めている。

しかしながら、更に、強度及び弾性率の点で、或は、使
用時の感触の点で改良が望まれており、斯る要望に応え
るべ（、繊維強化プリプレグ間に、該プリプレグの強化
繊維とは異なる例えばボロン繊維、チタン繊維、アモル
ファス繊維、ステンレススチール繊維、ガラス繊維、種
々の有機繊維などの異種繊維を強化繊維として用いる使
用法が提案され、そのための研究が盛んに行われている
。

本発明者らは、この目的のためのハイブリッドプリプレ
グとしては、第１２図に図示するような構成のものを提
案した。

つまり、第１２図のハイブリッドプリプレグは、繊維径
が５〜３０μｍとされる強化繊維２の中に、繊維径が５
０〜５００μｍとされる異種繊維６を前記強化繊維２と
同一方向に所定の間隔にて配列して構成される。又、こ
のようなハイブリッドプリプレグは、繊維径が５〜３０
μｍとされる強化繊維２を使用した２枚の一方向繊維強
化プリプレグによって、該強化繊維と同一方向に所定の
間隔にて配列された繊維径が５０〜５００μｍとされる
異種繊維６を挟持し、一体とすることによって製造され
、特に、ドラムワインダを使用して効率よ（製造し得る
ものである。

が　　しよ　と　る このようなハイブリッドプリプレグは比較的簡単に製造
し得て、機械的強度の向上及び感触の改善を達成し得る
が、場合によっては、製造過程において、或は製造後斯
かるハイブリッドプリプレグをマンドレルなどに巻き付
けて所定形状に賦形する過程において、強化繊維と同一
方向に所定の間隔にて配列された異種繊維６がその配列
方向において乱れることが経験される。異種繊維の配列
の乱れは、美感上好ましくないのみならず、物性的にも
バラつきの原因となり製品の品質上からも好ましいもの
ではない。

このような繊維の乱れをなくするには、製造過程におけ
る異種繊維の、或は、製造後のハイブリッドプリプレグ
の、極めて慎重な取扱いが要求され、ハンドリング性（
作業性）の点で問題がある。

従って、本発明の目的は、繊維径の小さな強化繊維と、
繊維径の大きな異種繊維とを使用したハイブリッドプリ
プレグにおいて、異種繊維の配列に乱れがなく、機械的
強度などの物性の安定化を図ることができ、ハンドリン
グ性に優れており、しかも美感の点からも好ましいハイ
ブリッドプリプレグ及びその製造方法を提供することで
ある。

を　　　るための 上記目的は本発明に係るハイブリッドプリプレグ及びそ
の製造方法にて達成される。要約すれば本発明は、繊維
径が５〜３０μｍとされる強化繊維の中に、繊維径が５
０〜５００μｍとされる１種又は複数種の異種繊維を前
記強化繊維と同一方向に所定の間隔にて織り込んで有し
ているクロスを配設したことを特徴とするハイブリッド
プリプレグである。

このようなハイブリッドプリプレグは、繊維径が５〜３
０μｍとされる強化繊維を使用した２枚の一方向繊維強
化プリプレグによって、繊維径が５０〜５００μｍとさ
れる異種繊維を前記強化繊維と同一方向に所定の間隔に
て織り込んで有しているクロスを挟持し、一体とするこ
とを特徴とするハイブリッドプリプレグの製造方法にて
好適に製造し得る。

又、斯かる長尺のハイブリッドプリプレグは、（ａ）繊
維径が５０〜５００μｍとされる異種繊維を織り込んだ
クロスを連続的に供給すること、（ｂ）前記クロスを挟
持する態様で、それぞれ離型紙に保持された、繊維径が
５〜３０μｍとされる強化繊維を有した第１及び第２繊
維強化プリプレグを前記クロスに添わせて連続的に供給
すること、（ｃ）前記離型紙付第１繊維強化プリプレグ
、クロス及び離型紙付第２繊維強化プリプレグを、前記
離型紙付第１及び第２繊維強化プリプレグの合計厚みの
０．７〜０．８倍の厚みにまで押圧し、且つ前記第１及
び第２繊維強化プリプレグ中のマトリクス樹脂の粘度が
１０００〜５００００ｃｐとなるまで加熱すること、を
特徴とする製造方法にて、或は、（ａ）繊維径が５０〜
５００μｍとされる異種繊維を織り込んだクロスを連続
的に供給すること、（ｂ）開繊手段にて開繊した繊維径
が５〜３０μｍとされる強化繊維を、前記クロスの両側
から前記クロスに添わせて連続的に供給すること、（Ｃ
）前記クロス及び強化繊維を挟持する態様で、第１及び
第２樹脂塗工紙を前記クロス及び強化繊維に添わせて連
続的に供給すること、（ｄ）前記第１樹脂塗工紙、クロ
ス及び強化繊維、並びに第２樹脂塗工紙を加圧加熱して
一体とし、前記クロス及び強化繊維に前記第１及び第２
樹脂塗工紙中のマトリクス樹脂を含浸させること、を特
徴とする製造方法にて好適に製造し得る。

Ｋ蓋１ 次に、本発明に係るハイブリッドプリプレグ及びその製
造方法について図面に即して更に詳しく説明する。

第１図に、本発明に係るハイブリッドプリプレグ１の一
実施例が示される。本実施例によると、繊維径が５〜３
０μｍとされる強化繊維２として例えば炭素繊維を有し
たプリプレグ４の中に、繊維径が５０〜５００μｍとさ
れる異種繊維６を前記炭素繊維と同一方向に所定の間隔
にて配列して構成される。このとき、本発明に従えば、
異種繊維６は、クロスに織り込んだ状態にて配設される
。

つまり、本発明によれば、第２図に図示されるように、
異種繊維６は、異種繊維を縦糸とし、横糸８として他の
繊維、或は同じ繊維を使用して製織され、クロス（織物
）５として一方向炭素繊維プリプレグ４の大略中央部に
位置される。

なお、クロス５の織物組織、織物密度などは必要に応じ
て適宜選択されるが、横糸８は、縦糸６とされる異種繊
維の配列を固定する程度に織り込まれていれば良い。

このような構成のハイブリッドプリプレグ１は、種々の
方法にて製造し得るが、特に、強化繊維として炭素繊維
を使用した２枚の一方向炭素繊維強化プリプレグの間に
、異種繊維６が炭素繊維と同一方向に所定の間隔にて配
列するようにりロス５を配置し、押圧及び／又は加熱す
ることにより一体とすることによって極めて好適に製造
される。

更に説明すると、第３図に図示するように、離型紙１０
に保持された、強化繊維２として繊維径が５〜３０μｍ
とされる炭素繊維を有した第１の炭素繊維強化プリプレ
グ４Ａの上に、前記クロス５を配置し、このとき、クロ
ス５は、クロス５内に織り込まれた繊維径が炭素繊維に
比較して大きい５０〜５００μｍの繊維径を有した異種
繊維６が、該第１の炭素繊維強化プリプレグ４Ａの炭素
繊維２の配列方向と同方向に配列されるように配置し、
更に、該クロス５を挟持する態様で、第１の炭素繊維強
化プリプレグ４Ａと同様の離型紙１０に保持された第２
の炭素繊維強化プリプレグ４Ｂを重ね合せ、前記両度素
繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂを互の方へと押圧及び／
又は加熱することにより第１炭素繊維強化プリプレグ４
Ａ、クロス５及び第２炭素繊維強化プリプレグ４Ｂは一
体に接合されて、第１図に図示するような本発明に従っ
たハイブリッドプリプレグｌが形成される。

第１及び第２炭素繊維強化プリプレグ４Ａ。

４Ｂの強化繊維２としての炭素繊維は同じ炭素繊維であ
っても良（、又、強度の異なる炭素繊維とすることもで
きる。

更には、プリプレグ４Ａとプリプレグ４Ｂの強化繊維と
しては互いに種類の異なるものを用いてもよい。

又、強化繊維２は、炭素繊維に限定されるものではなく
、他に、繊維径の小さなボロン繊維、ガラス繊維、アル
ミナ繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維などの無機繊維
；アラミド繊維、ボリアリレート繊維、ポリエチレン繊
維などの有機繊維；或は、繊維径の小さなチタン繊維、
アモルファス繊維、ステンレススチール繊維などの金属
繊維などを任意に使用することができる。強化繊維２は
繊維径が５〜３０μｍとされ、好ましくは６〜１２μｍ
とされる。

異種繊維６としては、強化繊維２に比較して繊維径が大
きいボロン繊維などの無機繊維、及びチタン繊維、アモ
ルファス繊維、ステンレススチール繊維などの金属繊維
が好適に使用され、通常期る繊維の径は５０〜１５０μ
ｍとされ、好ましくは７０〜１２０μｍとされる。

更に、本発明に従えば、異種繊維６としてガラス繊維、
アルミナ繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維などの無機
繊維；アラミド繊維、ボリアリレート繊維、ポリエチレ
ン繊維などの有機繊維をも使用することができる。ただ
、一般にこれら繊維は、繊維径、即ち、モノフィラメン
トの径（ｄ）は５〜５０μｍと小さいため、このように
繊維径の小さな繊維を異種繊維６として使用する場合に
は、第４図に図示するように繊維６ａを多数本束ねたス
トランド（繊維束）６の形態にて使用される。

従って、金属繊維でも繊維径の小さいものをストランド
の形態として使用することも可能である。

このようなストランドの形態とされる場合の異種繊維６
の繊維径としては、本明細書では、次式で示される換算
径Ｄ０を意味するものとする。

Ｄ０＝ｙπ・ｄ ｎ：収束本数 ｄ：繊維径 又、斯るストランドを異種繊維６として使用した場合に
は、撚りの有無に拘らず、第５図に図示されるように、
ハイブリッドプリプレグ１の中において換算径Ｄ０を有
した円形断面の形態で存在することはなく、通常、偏平
に変形された状態とされる。従って、上述したように異
種繊維６として繊維径の大きいなボロン繊維、チタン繊
維、アモルファス繊維、ステンレススチール繊維などを
使用した場合と同様の厚さ（Ｔ）を有したハイブリッド
プリプレグ１を製造するには、ストランドを異種繊維６
として使用した場合の繊維径、即ち、換算径Ｄ０は、最
大５００μｍとされるのが好適である。

例えば、繊維径ｄが２３μｍとされるボリアリレート繊
維のような有機繊維は、３００本収束することにより換
算径Ｄ０は３９８μｍとされ、又、繊維径ｄが１３μｍ
とされるガラス繊維は、８００本収束することにより換
算径Ｄ０は３６８μｍとされ、これら両ストランドも又
、異種繊維６として好適に使用し、第５図に図示される
ようなハイブリッドプリプレグ１を製造することができ
る。

クロス５を構成する横糸８としては、異種繊維６と同じ
とすることもでき又、強化繊維２と同じとすることもで
き、更には、他の種々の繊維を用いることもできるが、
通常、ガラス繊維、アルミナ繊維などの無機繊維、ポリ
エチレン繊維、ポリエステル繊維などの有機繊維などを
使用するのが好適である。横糸としては、細い繊維又は
細い繊維束のもの、透明なものがより好ましい。この点
から、特にガラス繊維、ポリエチレン繊維、アルミナ繊
維などが好ましい。

マトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹
脂、フェノール樹脂などの熱硬化性マトリクス樹脂が使
用可能である。又、更に、硬化温度が５０〜２００℃と
なるように硬化剤その他の付与剤、例えば可撓性付与剤
などが適当に添加される。

好ましい一例を挙げれば、マトリクス樹脂としてはエポ
キシ樹脂が好ましく、使用可能のエポキシ樹脂としては
、例えば、（１）グリシジルエーテル系エポキシ樹脂（
ビスフェノールＡ、Ｆ、Ｓ系エポキシ樹脂、ノボラック
系エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ系エポキシ樹
脂）；（２）環式脂肪族エポキシ樹脂；　（３）グリシ
ジルエステル系エポキシ樹脂；　（４）グリシジルアミ
ン系エポキシ樹脂、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−アミノフェノールなど
；　（５）複素環式エポキシ樹脂；その他種々のエポキ
シ樹脂から選択される１種又は複数種が使用され、特に
、ビスフェノールＡ。

Ｆ、Ｓグリシジルアミン系エポキシ樹脂が好適に使用さ
れる。又、硬化剤としてはアミン系硬化剤、例えばジシ
アンジアミド（ＤＩＣＹ）、ジアミノフェニルスルフォ
ン（ＤＤＳ）　、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）
；酸無水物系、例えばヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨ
ＰＡ）、メチルへキサヒドロ無水フタル酸（ＭＨＨＰＡ
）などが使用されるが、特にアミン系硬化剤が好適に使
用される。

又、本発明のハイブリッドにおける強化繊維、異種繊維
、マトリクス樹脂の配合割合は任意に調整し得るが、一
般に、重量％で、強化繊維：異種繊維：マトリクス樹脂
＝（４０〜８０）：　　（２〜２０）：　　（２０〜６
０）とされるであろう。又、本発明に従えば、プリプレ
グの厚さ（Ｔ）は、使用される異種繊維の繊維径程度の
ものを作製し得るが、通常８０〜２００μｍ程度とされ
るであろう。

上記実施例の説明にて、ハイブリッドプリプレグ４中に
配設されるクロス５は、縦糸としては異種繊維６が使用
される構成とされたが、本発明に使用されるクロス５は
このような織物構成に限定されるものではなく、例えば
第６図に図示するように、縦糸として更に固定用繊維９
を異種繊維６の間に配置し織り込むことができる。斯る
目的で使用される固定用縦糸９としては、横糸８と同じ
ものを使用することができ、上述したように、ハイブリ
ッドプリプレグ４中の強化繊維２と同じとすることもで
き、更には、他の種々の繊維を用いることもできるが、
通常、ガラス繊維、アルミナ繊維などの無機繊維、ポリ
エチレン繊維、ポリエステル繊維などの有機繊維などを
使用するのが好適である。固定用縦糸９としても、細い
繊維又は細い繊維束のもの、透明なものがより好ましい
。この点から、横糸８と同様に、特にガラス繊維、ポリ
エチレン繊維、アルミナ繊維などが好ましい。

更に、上記実施例では、異種繊維６は１種類であるとし
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく
、２種以上の異種繊維を含むことができる０例えば、第
７図及び第８図には、クロス５に異種繊維として２種の
繊維６ａ、６ｂが織り込まれた態様を示す。この実施例
では２種の繊維６ｍ、６ｂは交互に織り込まれているが
、これに限定されるものではなく、任意の配列が可能で
ある。又、この場合においても、第９図に図示するよう
に、縦糸として更に固定用繊維９を異種繊維６ａ、６ｂ
の間に配置し織り込むことができる。

実施例１ 第１０図には、長尺の本発明に係るハイブリッドプリプ
レグの製造方法を実施するための製造装置の一実施例が
図示される。

本実施例にて、強化繊維２として炭素繊維を使用した第
１及び第２の炭素繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂが離型
紙１０に保持された状態にて、巻ロールの形態でアンワ
インダ（巻出し部）３２Ａ、３２Ｂに取付けられる。該
巻出し部３２Ａ、３２Ｂから引き出された離型紙付炭素
繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂはプレスロール３４Ａ、
３４Ｂの間へと送給される。

一方、異種繊維６を１種又は複数種織り込んだクロス５
は、異種繊維６が一平面内にて平行に所定の間隔にて配
列された状態にてプレスロール３４Ａ、３４Ｂの間に供
給されており、従って、巻出し部３２Ａ、３２Ｂから引
き出された離型紙付炭素繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂ
は、クロス５を間に挟持した態様にて、該クロス５に添
ってプレスロール３４Ａ、３４Ｂの間を通ることとなる
。

第１及び第２炭素繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂは、ク
ロス５を挟み込むようにしてプレスロール３４Ａ、３４
Ｂを通った後、引き続いて、ホットプレート３６及び第
２段目のプレスロール３８Ａ、３８Ｂへと通される。こ
の過程でクロス５は第１及び第２炭素繊維強化プリプレ
グ４Ａ、４Ｂ内へと埋没して含浸され、第１及び第２炭
素繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂ並びにクロス５が一体
となったハイブリッドの繊維強化複合樹脂層４が形成さ
れる。

次いで、該ハイブリッド繊維強化複合樹脂層４を挟持し
た両畦型紙はコールドプレートなどの冷却手段（図示せ
ず）で冷却した後、ワインダ５０によって、本実施例で
は上側の離型紙１０のみが繊維強化複合樹脂層４から剥
離される。離型紙１，０上に付着している繊維強化複合
樹脂層４の表面には、アンワインダ５２から供給される
カバーフィルム５４が貼着され、その後ハイブリッドプ
リプレグ製品としてワインダ５６に巻取られる。

本実施例に従えば、上記構成の製造装置にて、プレスロ
ール３４Ａ、３４Ｂ及び／又は３８Ａ、３８Ｂの間隔は
、離型紙付第１及び第２炭素繊維強化プリプレグ４Ａ、
４Ｂの合計厚みの０．７〜０．８倍の厚みに設定され、
又、ホットプレート３６は、前記第１及び第２炭素繊維
強化プリプレグ４Ａ、４Ｂ中のマトリクス樹脂の粘度が
１０００〜５００００ｃｐとなるように該第１及び第２
炭素繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂを加熱する。これに
よって、クロス５、即ち、異種繊維６は第１及び第２炭
素繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂのマトリクス樹脂層内
へと極めて好適に埋没して含浸され、第１及び第２炭素
繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂ並びに異種繊維６が一体
とされることが分かった。斯る設定条件を外れた場合に
は、クロス５、即ち、異種繊維６が第１及び第２炭素繊
維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂの中１ｃ部へと進入するの
が好適に行われ難（、更には、第１及び第２炭素繊維プ
リプレグ４Ａ、４Ｂの接合界面が十分に融合せず、後で
この接合界面に剥離が見受けられることがあった。

上記実施例の製造装置にて、第１図に図示されるような
ハイブリッドプリプレグを連続的に製造することができ
る。

実施例２ 上記実施例１の製造方法を更に具体的に数値を挙げてそ
の一実施例を説明すると次の通りである。

強化繊維として炭素繊維を使用した第１及び第２炭素繊
維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂは同じ構成のものとされ、
厚さ１２０μｍの離型紙１ｏの上に厚み６５μｍにて形
成されたものであった。強化繊維２としての炭素繊維は
、繊維径が６．５μｍとされるＰＡＮ系の炭素繊維（東
し株式会社製：商品名ｒＭ４０Ｊ）を使用し、マトリク
ス樹脂はエポキシ樹脂を使用した。又、該プリプレグに
おけるマトリクス樹脂の含有量は３５重量％であった。

異種繊維６としては、ボロン繊維及びチタン繊維を使用
し、横糸８としては繊度１０ｇ／１０００ｍとされるガ
ラス繊維を使用した。

ボロン繊維は、繊維径１００μｍとされるものを１ｍｍ
の間隔に配置して使用し、横糸８を０゜５ｍｍ間隔にて
織り込んで第２図に図示される構成のクロス５を作製し
た。又、チタン繊維は、繊維径１００μｍとされるもの
を２ｍｍの間隔に配置して使用し、横糸８を０．５ｍｍ
間隔にて織り込んで第２図に図示される構成のクロス５
を作製した。

プレスロール３４Ａ、３４Ｂ及び３８Ａ１３８Ｂの間隔
は３００μｍとされ、離型紙付第１及び第２炭素繊維強
化プリプレグ４Ａ、４Ｂの合計厚みの０．８倍の厚みに
設定された。又、ホットプレート３６は１００℃に加熱
されており、第１及び第２炭素繊維強化プリプレグ４Ａ
、４Ｂ中のマトリクス樹脂の粘度は２０００ｃｐとなっ
ていた。

このようにして幅３００ｍｍの長尺のハイブリッドプリ
プレグ１を製造速度３ｍ／分にて連続して製造すること
ができた。

又、このようにして製造されたハイブリッドプリプレグ
の機械的強度などを測定したが、本発明に係るハイブリ
ッドプリプレグは、厚みが薄いにも拘らず圧縮強度及び
弾性率共に、第１２図に示すハイブリッドプリプレグと
同等の物性を示し、使用時の感触も良好であった。

更に又、本発明に従ったハイブリッドプリプレグは、製
造過程においても、異種繊維６を強化繊維２と平行に整
列することが容易に達成され、又、このようにして製造
したプリプレグ１をマンドレルに巻き付け、ゴルフシャ
フトなどを成形するに際しても異種繊維６の配列が繊維
の長さ方向に乱れることはなく、作業性が容易であり、
美感的にも好ましいものであった。

実施例３ 更に、上記実施例２において、クロス５として第６図に
図示される構成のものを作製し、該クロス５を使用して
上記実施例２と同じ材料及び条件にてハイブリッドプリ
プレグを製造した。

即ち、横糸８及び固定用縦糸９として繊度１０ｇ／１１
００Ｃ１とされるガラス繊維を使用し、ボロン繊維及び
チタン繊維などの異種繊維６を２ｍｍ間隔にて配置し、
固定用縦糸９を各異種繊維６の間に０．５ｍｍ間隔で３
本配置し、又、横糸８を０．５ｍｍ間隔で配置し、第６
図に図示するように織り込んでクロス５を作製した。

このようなりロス５を使用したハイブリッドプリプレグ
にてゴルフクラブシャフトを製造したが、異種繊維６を
所定ピッチにて固定することができ、異種繊維６の繊維
方向の配列乱れを大略完全になくすことができた。

実施例４ 上記実施例１．２．３では、第１及び第２繊維強化プリ
プレグ４Ａ、４Ｂは両方とも強化繊維として炭素繊維を
使用した炭素繊維強化プリプレグとされたが、第１繊維
強化プリプレグ４Ａは強化繊維として炭素繊維を使用し
た炭素繊維強化プリプレグを使用し、第２繊維強化プリ
プレグ４Ｂとしては、強化繊維としてガラス繊維を使用
したガラス繊維強化プリプレグを使用し、第１０図に図
示する製造装置にてハイブリッドプリプレグを作製した
。

この実施例にて、第１炭素繊維強化プリプレグ４Ａは、
上記実施例と同様に、厚さ１２０μｍの離型紙１０の上
に厚み６５μｍにて形成されたものであり、強化繊維２
としての炭素繊維は、繊維径が６．５μｍとされるＰＡ
Ｎ系の炭素繊維（東し株式会社製：商品名ｒＭ４０Ｊ）
を使用した。

又、第２ガラス繊維強化プリプレグ４Ｂは、繊維径１３
μｍのガラス繊維を使用し、マトリクス樹脂はエポキシ
樹脂を使用した。又、該プリプレグにおけるマトリクス
樹脂の含有量は３５重量％であった。

異種繊維６としては、ボロン繊維及びチタン繊維を使用
し、横糸８としては繊度１０ｇ／１０００ｍとされるガ
ラス繊維を使用した。

ボロン繊維は、繊維径１００μｍとされるものを１ｍｍ
の間隔に配置して使用し、横糸８を０１５ｍｍ間隔にて
織り込んで第２図に図示される構成のクロス５を作製し
た。又、チタン繊維は、繊維径１００μｍとされるもの
を２ｍｍの間隔に配置して使用し、横糸８を０．５ｍｍ
間隔にて織り込んで第２図に図示される構成のクロス５
を作製した。

この実施例によるハイブリッドプリプレグは、先の実施
例と同様の上記作用効果を奏し得ると共に、更に、第２
繊維強化プリプレグがガラス繊維強化プリプレグとされ
、更に又、クロスの横糸８としてガラス繊維が使用され
たために、第２繊維強化プリプレグ側は透明となり、そ
のためにハイブリッド内部に乱れなく整列された異種繊
維を外部より観察することが可能となり、美感的にも優
れていた。

実施例５ 上記実施例４において、クロス５として第６図に図示さ
れる構成のものを作製し、該クロス５を使用して上記実
施例４と同じ材料及び条件にてハイブリッドプリプレグ
を製造した。

即ち、横糸８及び固定用縦糸９として繊度１０ｇ／１０
００ｍとされるガラス繊維を使用し、ボロン繊維及びチ
タン繊維などの異種繊維６を２ｍｍ間隔にて配置し、固
定用縦糸９を各異種繊維６の間に０．５ｍｍ間隔で３本
配置し、又、横糸８を０．５ｍｍ間隔で配置し、第６図
に図示するように織り込んでクロス５を作製した。

このようなりロス５を使用したハイブリッドプリプレグ
にてゴルフクラブシャフトを製造したが、異種繊維６を
所定ピッチにて固定することができ、異種繊維６の繊維
方向の配列乱れを大略完全になくすことができた。

更に、第２繊維強化プリプレグがガラス繊維強化プリプ
レグとされ、更に又、クロスの横糸８及び固定用縦糸９
としてガラス繊維が使用されたために、第２繊維強化プ
リプレグ側は透明となり、そのためにハイブリッド内部
に乱れなく整列された異種繊維を外部より観察すること
が可能となり、美感的にも優れていた。

実施例６ 第１１図に長尺の本発明に係るハイブリッドプリプレグ
の他の製造方法を実施するための製造装置の他の実施例
が図示される。

本実施例にて、異種繊維６を織り込んだクロス５は、異
種繊維６が一平面内にて平行に所定の間隔にて配列され
た状態にてプレスロール３４Ａ、３４Ｂの間に供給され
、一方、本実施例で強化繊維２として使用される炭素繊
維は、一連の開繊バーなどとされる開繊手段６０にて開
繊され、次いで、該開繊された炭素繊維２は前記クロス
５の両側から前記クロス５に添わせてプレスロール３４
Ａ、３４Ｂの間へと連続的に供給される。

又、離型紙１０にマトリクス樹脂１２が塗布されて形成
された第１及び第２の樹脂塗工紙１４が、巻ロールの形
態でアンワインダ（巻出し部）３２Ａ、３２Ｂに取付け
られる。該巻出し部３２Ａ、３２Ｂから引き出された樹
脂塗工紙１４は、クロス５及び炭素繊維２を挟持する態
様で、プレスロール３４Ａ、３４Ｂの間へと送給される
。

従って、巻出し部３２Ａ、３２Ｂから引き出された樹脂
塗工紙１４は、クロス５及び炭素繊維２を間に挟持した
態様にて、該クロス５及び炭素繊維２に添ってプレスロ
ール３４Ａ、３４Ｂの間を通ることとなる。

第１及び第２樹脂塗工紙１４は、異種繊維６及び炭素繊
維２を挟み込むようにしてプレスロール３４Ａ、３４Ｂ
を通った後、引き続いて、ホットプレート３６及び第２
段目のプレスロール３８Ａ、３８Ｂへと通される。この
過程でクロス５及び炭素繊維２は、第１及び第２樹脂塗
工紙１４のマトリクス樹脂１２内へと埋没して含浸され
、マトリクス樹脂１２、炭素繊維２及びクロス５が一体
となったハイブリッドの繊維強化複合樹脂層４が形成さ
れる。

次いで、該ハイブリッド繊維強化複合樹脂層４を挟持し
た両畦型紙はコールドプレートなどの冷却手段（図示せ
ず）で冷却した後、ワインダ５０によって、本実施例で
は上側の離型紙１０のみが繊維強化複合樹脂層４から剥
離される。下側離型紙１０上に付着している繊維強化複
合樹脂層４の表面には、アンワインダ５２から供給され
るカバーフィルム５４が貼着され、その後ハイブリッド
プリプレグ製品としてワインダ５６に巻取られる。

本実施例に従えば、上記構成の製造装置にて、プレスロ
ール３４Ａ、３４Ｂ及び／又は３８Ａ、３８Ｂの間隔は
、第１及び第２樹脂塗工紙１４の合計厚みの０．７〜０
．８倍の厚みに設定され、又、ホットプレート３６は、
前記第１及び第２樹脂塗工紙１４中のマトリクス樹脂１
２の粘度が１０００〜５００００ｃｐとなるように該第
１及び第２樹脂塗工紙１４を加熱するのが好ましい。

これによって、クロス５、即ち、異種繊維６及び炭素繊
維２は第１及び第２樹脂塗工紙１４のマトリクス樹脂１
２内へと極めて好適に埋没して含浸され、第１及び第２
樹脂塗工紙１４のマトリクス樹脂１２、炭素繊維２、及
び異種繊維６が一体とされる。斯る設定条件を選択する
ことにより、炭素繊維２及び異種繊維６の長手方向への
整列に乱れが生じることなく、特に、異種繊維６がマト
リクス樹脂層の中心部へと好適に進入することができる
。更に、第１及び第２樹脂塗工紙１４のマトリクス樹脂
１２の接合界面が十分に融合することができ、後でこの
接合界面から剥離が生じるようなことはない。

上記実施例の製造装置にて、第１図に図示されるような
ハイブリッドプリプレグを連続して製造することができ
る。

実施例７ 上記実施例の製造方法を更に具体的に数値を挙げてその
一実施例を説明すると次の通りである。

使用した第１及び第２塗工紙１４は同じ構成のものとさ
れ、厚さ１２０μｍの離型紙１０の上に厚み３５μｍに
てエポキシ樹脂が塗布されたものであ・った。強化繊維
としての炭素繊維２は、繊維径が６．５μｍとされるＰ
ＡＮ系の炭素繊維（東し株式会社製：商品名ｒＭ４０Ｊ
）を使用し、異種繊維の各側に５３本ずつ平行に配置し
た。該炭素繊維は、開繊手段６０にて一様に幅方向に開
繊され、３００ｍｍ幅にわたって一様の密度にて整列さ
れた。

開繊手段６０は、通常の開繊バーによる構成とされ、本
実施例では、直径３０ｍｍのステンレススチール製バー
６２を６０ｍｍ間隔にて、平行に３本配置したものであ
り、斯るバーを波状に、且つ張力５００　ｇ　／　１ス
トランドを掛けて通すことにより開繊した。

異種繊維６としては、ボロン繊維及びチタン繊維を使用
した。

異種繊維６としては、ボロン繊維及びチタン繊維を使用
し、横糸８としては繊度１０ｇ／１０００ｍとされるガ
ラス繊維を使用した。

ボロン繊維は、繊維径１００μｍとされるものを１ｍｍ
の間隔に配置して使用し、横糸８を０゜５ｍｍ間隔にて
織り込んで第２図に図示される構成のクロス５を作製し
た。又、チタン繊維は、繊維径１００４１ｍとされるも
のを２　ｍ　ｍの間隔に配置して使用し、横糸８を０．
５ｍｍ間Ｍにて織り込んで第２図に図示される構成のク
ロス５を作製した。

プレスロール３４Ａ、３４Ｂ及び３８Ａ、３８Ｂの間隔
は３．０ｍｍとされ、第１及び第２塗工紙１４の合計厚
みの０．８倍の厚みに設定された。又、ホットプレート
３６は１００℃に加熱されており、第１及び第２塗工紙
１４中のマトリクス樹脂の粘度は２０００ｃｐとなって
いた。

このようにして幅３００ｍｍの長尺のハイブリッドプリ
プレグ１を製造速度３ｍ／分にて連続して製造すること
ができた。

又、このようにして製造されたハイブリッドプリプレグ
の機械的強度などを測定したが、本発明に係るハイブリ
ッドプリプレグは、厚みが薄いにも拘らず圧縮強度及び
弾性率共に、第１２図に示すハイブリッドプリプレグと
同等の物性を示し、使用時の感触も良好であった。

更に又、本発明に従ったハイブリッドプリプレグは、製
造過程においても、異種繊維６を強化繊維２と平行に整
列することが容易に達成され、又、このようにして製造
したプリプレグ１をマンドレルに巻き付け、ゴルフシャ
フトなどを成形するに際しても異種繊維６の配列が繊維
の長さ方向に乱れることはなく、作業性が容易であり、
美感的にも好ましいものであった。

実施例８ 更に、上記実施例７において、クロス５として第６図に
図示される構成のものを作製し、該クロス５を使用して
上記実施例７と同じ材料及び条件にてハイブリッドプリ
プレグを製造した。

即ち、横糸８及び固定用縦糸９として繊度１０ｇ／１０
００ｍとされるガラス繊維を使用し、ボロン繊維及びチ
タン繊維などの異種繊維６を２ｍｍ間隔にて配置し、固
定用縦糸９を各異種繊維６の間に０．５ｍｍ間隔で３本
配置し、又、横糸８を０．５ｍｍ間隔で配置し、第６図
に図示するように織り込んでクロス５を作製した。

このようなりロス５を使用したハイブリッドプリプレグ
にてゴルフクラブシャフトを製造したが、異種繊維６を
所定ピッチにて固定することができ、異種繊維６の繊維
方向の配列乱れを大略完全になくすことができた。

ｌ豆二皇１ 本発明に係るハイブリッドプリプレグは、以上説明した
ように構成されるために、繊維径の小さな強化繊維と、
繊維径の大きな異種繊維とを使用したハイブリッドプリ
プレグにおいて、異種繊維の配列に乱れがなく、機械的
強度などの物性の安定化を図ることができ、ハンドリン
グ性に優れており、しかも美感の点からも好ましいハイ
ブリッドプリプレグを提供することができる。又、本発
明の製造方法に従えば、炭素繊維などの強化繊維と、異
種繊維とを繊維の長さ方向の乱れがなく配列し、プリプ
レグの棲械的物性が良く、且つ、美感的にも好ましいハ
イブリッドプリプレグを提供することができるという利
点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るハイブリッドプリプレグの断面
構成図である。 第２図は、本発明にて使用される異種繊維を織り込んだ
クロスの一例を示す斜視図である。 第３図は、本発明に係るハイブリッドプリプレグの一つ
の製造方法を説明する断面図である。 第４図は、本発明に使用される異種繊維の一つの形態を
示すストランドの断面図である。 第５図は、本発明に係るハイブリッドプリプレグの他の
実施例の断面構成図である。 第６図は、本発明にて使用される異種繊維を織り込んだ
クロスの他の例を示す斜視図である。 第７図は、本発明に係るハイブリッドプリプレグの他の
実施例の断面構成図である。 第８図は、本発明にて使用される異種繊維を織り込んだ
クロスの他の例を示す斜視図である。 第９図は、本発明にて使用される異種繊維を織り込んだ
クロスの更に他の例を示す斜視図である。 第１０図及び第１１図は、長尺の本発明に係るハイブリ
ッドプリプレグの製造方法を説明する断面図である。 第１２図は、従来のハイブリッドプリプレグの断面構成
図である。 １：ハイブリッドプリプレグ ２：強化繊維 ４．４Ａ、４Ｂ＝繊維強化プリプレグ ５：クロス ６、異種繊維（縦糸） ８：横糸 ９：固定用縦糸 第 １ 図 第３図 第４図 第５図 ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）繊維径が５〜３０μｍとされる強化繊維の中に、繊
   維径が５０〜５００μｍとされる１種又は複数種の異種
   繊維を前記強化繊維と同一方向に所定の間隔にて織り込
   んで有しているクロスを配設したことを特徴とするハイ
   ブリッドプリプレグ。 ２）繊維径が５〜３０μｍとされる強化繊維を使用した
   ２枚の一方向繊維強化プリプレグによって、繊維径が５
   ０〜５００μｍとされる異種繊維を前記強化繊維と同一
   方向に所定の間隔にて織り込んで有しているクロスを挟
   持し、一体とすることを特徴とするハイブリッドプリプ
   レグの製造方法。 ３）繊維径が５〜３０μｍとされる強化繊維の中に、繊
   維径が５０〜５００μｍとされる異種繊維を前記強化繊
   維と同一方向に所定の間隔にて織り込んで有しているク
   ロスを配設した長尺ハイブリッドプリプレグの製造方法
   であって、 （ａ）繊維径が５０〜５００μｍとされる異種繊維を織
   り込んだクロスを連続的に供給すること、（ｂ）前記ク
   ロスを挟持する態様で、それぞれ離型紙に保持された、
   繊維径が５〜３０μｍとされる強化繊維を有した第１及
   び第２繊維強化プリプレグを前記クロスに添わせて連続
   的に供給すること、 （ｃ）前記離型紙付第１繊維強化プリプレグ、クロス及
   び離型紙付第２繊維強化プリプレグを、前記離型紙付第
   １及び第２繊維強化プリプレグの合計厚みの０．７〜０
   ．８倍の厚みにまで押圧し、且つ前記第１及び第２繊維
   強化プリプレグ中のマトリクス樹脂の粘度が１０００〜
   ５００００ｃｐとなるまで加熱すること、 を特徴とする長尺ハイブリッドプリプレグの製造方法。 ４）繊維径が５〜３０μｍとされる強化繊維の中に、繊
   維径が５０〜５００μｍとされる異種繊維を前記強化繊
   維と同一方向に所定の間隔にて織り込んで有しているク
   ロスを配設した長尺ハイブリッドプリプレグの製造方法
   であって、 （ａ）繊維径が５０〜５００μｍとされる異種繊維を織
   り込んだクロスを連続的に供給すること、（ｂ）開繊手
   段にて開繊した繊維径が５〜３０μｍとされる強化繊維
   を、前記クロスの両側から前記クロスに添わせて連続的
   に供給すること、（ｃ）前記クロス及び強化繊維を挟持
   する態様で、第１及び第２樹脂塗工紙を前記クロス及び
   強化繊維に添わせて連続的に供給すること、 （ｄ）前記第１樹脂塗工紙、クロス及び強化繊維、並び
   に第２樹脂塗工紙を加圧加熱して一体とし、前記クロス
   及び強化繊維に前記第１及び第２樹脂塗工紙中のマトリ
   クス樹脂を含浸させること、 を特徴とする長尺ハイブリッドプリプレグの製造方法。