JPH0557837A

JPH0557837A - 複合プリプレグ

Info

Publication number: JPH0557837A
Application number: JP3242651A
Authority: JP
Inventors: Makoto Takezawa; 誠竹澤; Kanji Miyao; 巻治宮尾; Hiroshi Inoue; 寛井上
Original assignee: Tonen Corp
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK
Priority date: 1991-08-28
Filing date: 1991-08-28
Publication date: 1993-03-09

Abstract

(57)【要約】【目的】軽量で且つ捩り破壊強度等の機械的強度が向
上し、更には耐衝撃性をも改善したゴルフクラブシャフ
ト等の繊維強化複合樹脂材料成形品を得ることができる
複合プリプレグを提供することである。【構成】複合プリプレグ１を、金属箔層５上に強化繊
維２を有した繊維強化複合樹脂層３を、少なくとも該複
合樹脂層３が接する側の金属箔層５の面にリン酸塩処理
又はクロメート処理を施して積層したとからなる構成と
した。【効果】リン酸塩処理又はクロメート処理を行なった
ので金属箔層５の複合樹脂層３との接着性が高く、この
ため複合プリプレグ１は金属箔層５を複合化したことに
よる機械的強度向上効果を十分に発揮する。従ってこれ
を通常のプリプレグと組み合わせて使用すれば、得られ
るゴルフクラブシャフト等の繊維強化複合樹脂材料成形
品は、捩り破壊強度及び耐衝撃性が大幅に向上し、打球
感等も著しく改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炭素繊維とこれと異な
る異種繊維など１種又は複数種の強化繊維を有した樹脂
層、つまり繊維強化複合樹脂層、又はこれらの強化繊維
を有さない樹脂層を、金属箔層の一方又は両方の面上に
積層した複合プリプレグに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、炭素繊維その他各種の強化繊維を
有した繊維強化複合樹脂層、つまりプリプレグを使用し
た繊維強化複合樹脂材料が種々の技術分野にて広く使用
されており、例えばゴルフシャフト、釣り竿又はテニス
ラケット、バドミントンラケットのような種々のラケッ
トフレームなどの繊維強化複合樹脂材料成形品の製造に
際しても、軽量で且つ機械的強度も高いと言う理由から
多く利用されており、極めて良好な成果を納めている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、更に繊
維強化複合樹脂材料成形品の捩り破壊強度、耐衝撃性の
改善、使用時の感触の改良が望まれている。

【０００４】プリプレグを使用して作成した断面円形と
か多角形の繊維強化複合樹脂材料製環状体の捩り破壊強
度等を改善する場合、その環状体の内側又は場合によっ
ては外側をこれと同断面形状のアルミニウムパイプで補
強することが考えられるが、現在のパイプ製造及び加工
技術ではアルミニウムパイプの最小肉厚に制限があり、
必然的に大幅に重量が増大する。従って大口径の環状体
の場合はともかく、ゴルフシャフトや釣り竿等の小口径
の繊維強化複合樹脂材料製環状体ではアルミニウムパイ
プによる補強を採用することは有利でない。

【０００５】そこでプリプレグ等からなる繊維強化複合
樹脂層をアルミニウムやスチール、チタン等の金属箔上
に接着等により設けて複合化し、この金属箔を複合化し
た複合プリプレグを通常のプリプレグと組み合わせて使
用することが試みられている。

【０００６】例えばゴルフクラブシャフトの場合、内層
又は外層のアングル層と外層又は内層のストレート層と
から基本的になっており、複合プリプレグを通常のプリ
プレグによるアングル層、ストレート層のいずれか、又
はアングル層とストレート層との間に１〜２層巻き付け
るように使用される。このように複合プリプレグを組み
合わせて得られたゴルフクラブシャフトによれば、単層
〜複数層に積層された複合プリプレグによる繊維強化複
合樹脂材料の層と層の間に金属箔層を備えるので、ゴル
フクラブシャフトの捩り破壊強度及び耐衝撃性が向上
し、更に使用時の感触（打球感）も改善することが期待
される。

【０００７】しかしながら、従来の複合プリプレグの場
合、金属箔を複合化したことによる機械的強度向上効果
が十分に発揮されず、このため複合プリプレグを通常の
プリプレグに組み合わせ使用して製造したゴルフクラブ
シャフト等の繊維強化複合樹脂材料成形品は、捩り破壊
強度及び耐衝撃性の向上が十分でなく、打球感等の使用
時の感触の改善も十分でない結果に止まっていた。

【０００８】強化繊維を有さない単なる樹脂層を金属箔
上に積層した複合プリプレグも考えられているが、上記
と同様、金属箔を複合化したことによる機械的強度の向
上効果が不十分で、同様な問題を生じる。

【０００９】本発明の目的は、上述の現状に鑑み、強化
繊維を有した又は有さない樹脂層と金属箔とを積層した
複合プリプレグを通常のプリプレグと組み合わせて使用
することにより、ゴルフクラブシャフト等の繊維強化複
合樹脂材料成形品を製造するに際し、金属箔を複合化し
たことによる複合プリプレグの強度向上効果を十分に発
揮させて、捩り破壊強度及び耐衝撃性等の機械的強度並
びに使用時の感触が大幅に向上した繊維強化複合樹脂材
料成形品を得ることを可能とした複合プリプレグを提供
することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
複合プリプレグにて達成される。要約すれば本発明は、
金属箔層と、前記金属箔層の一方又は両方の面上に積層
した１種以上の強化繊維を有し又は有さない樹脂層とか
らなり、前記金属箔層の少なくとも前記樹脂層と接する
側の面に予めリン酸塩処理又はクロメート処理を施した
ことを特徴とする複合プリプレグである。好ましくは、
前記金属箔層の前記樹脂層に接する側の面への前記リン
酸塩処理は、前記面上に被膜量０．２〜１０ｇ／ｍ² の
金属塩被膜が形成されるように行なわれ、前記クロメー
ト処理は、前記面上に被膜量０．０１〜０．１５ｇ／ｍ
² の金属塩被膜が形成されるように行なわれる。又金属
箔層の厚みは５〜１００μｍであり、複合プリプレグ全
体の厚みは２０〜３００μｍである。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に係る複合プリプレグを図面に
則して詳細に説明する。図１は、本発明の複合プリプレ
グの一実施例を示す断面図である。

【００１２】本発明に係る複合プリプレグ１は、従来と
同様、金属箔層５と、該金属箔層５上に積層された１種
又は複数種の強化繊維２を有した繊維強化複合樹脂層３
とから基本的になっている。本発明によれば、上記の金
属箔層５は、その少なくとも繊維強化複合樹脂層３と接
する側の面に予め化成処理としてリン酸塩処理又はクロ
メート処理を施して、繊維強化複合樹脂層３が積層され
ている。

【００１３】繊維強化複合樹脂層３は、一方向に配列さ
れた強化繊維、即ち炭素繊維２同士の間にマトリクス樹
脂６を含浸してなっている。本発明では、この炭素繊維
２は黒鉛繊維をも意味しており、炭素繊維２として黒鉛
繊維を用いることもできる。

【００１４】マトリクス樹脂６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−ト樹脂、フェノ−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。

【００１５】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−テル系エ
ポキシ樹脂（ビスフェノ−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−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；（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−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）、ジアミノジ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（ＨＨＰ
Ａ）、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。

【００１６】繊維強化複合樹脂層３の炭素繊維２とマト
リクス樹脂６との配合割合は任意に調製し得るが、一般
に、重量％で炭素繊維：マトリクス樹脂＝３０〜８０：
２０〜７０の範囲が良く、好ましくは４０〜７５：２５
〜６０である。炭素繊維２の割合が３０重量％未満で
は、マトリクス樹脂６を硬化して繊維強化複合樹脂層３
を繊維強化複合樹脂材料としたときに、炭素繊維２での
強化による複合樹脂材料の強度が不十分となり、逆に８
０重量％を超えるとマトリクス樹脂６が少なくなりすぎ
て、複合樹脂材料のマトリクス樹脂６による強度が十分
とならない虞がある。

【００１７】金属箔層５は、複合プリプレグ１を通常の
プリプレグと組み合わせ使用して製造されるゴルフクラ
ブシャフト等の繊維強化複合樹脂材料成形品に、捩り破
壊強度及び耐衝撃性等の機械的強度及び良好な使用感を
付与するためのもので、上述したように、この金属箔層
５の少なくとも繊維強化複合樹脂層３と接する側の面に
は、化成処理としてリン酸塩処理又はクロメート処理を
施してある。

【００１８】本発明者等は、金属箔を複合化した複合プ
リプレグを通常のプリプレグと組み合わせて使用するこ
とにより、ゴルフクラブシャフト等の繊維強化複合樹脂
材料成形品を製造するに際し、金属箔を複合化したこと
による複合プリプレグの機械的強度向上効果を十分に発
揮させて、捩り破壊強度及び耐衝撃性等の機械的強度並
びに使用時の感触が大幅に向上した繊維強化複合樹脂材
料成形品を得るべく鋭意研究を重ねた。

【００１９】その結果、従来の複合プリプレグでは、金
属箔層の繊維強化複合樹脂材料層との接着性が低く、こ
のため金属箔を複合化したことによる複合プリプレグの
機械的強度向上効果が十分に発揮されず、複合プリプレ
グを組み合わせ使用して得られた繊維強化複合樹脂材料
成形品は、捩り破壊強度及び耐衝撃性等の機械的強度向
上効果が十分に付与されず、ゴルフクラブシャフト等の
繊維強化複合樹脂材料成形品の捩り破壊強度及び耐衝撃
性向上が不十分で、且つ打球感等の使用時の感触の改善
も十分でないものに止まっているのであることが分かっ
た。

【００２０】そこで金属箔層の繊維強化複合樹脂層との
接着性を高めてやればよく、そのためには金属箔層の繊
維強化複合樹脂層と接する面に予めリン酸塩処理又はク
ロメート処理を施してから繊維強化複合樹脂層上に積層
してやればよく、これによれば、リン酸塩処理又はクロ
メート処理により金属箔層の表面上に形成された金属塩
被膜が、金属箔層の繊維強化複合樹脂層との接着性を高
めるので、金属箔を複合化した複合プリプレグに、繊維
強化複合樹脂材料成形品の捩り破壊強度及び耐衝撃性等
の機械的強度の向上効果を十分に発揮させることがで
き、又使用時の打球感等の感触も改善できることが分か
った。

【００２１】以上から本発明では、予め金属箔層５の少
なくとも繊維強化複合樹脂層３と接する面にリン酸塩処
理又はクロメート処理を施してから、繊維強化複合樹脂
層３を積層するのである。具体的には、金属箔層として
用いる金属箔の少なくとも一方の面上にリン酸処理液又
はクロメート処理液で処理してから、該処理面上に繊維
強化複合樹脂層３を積層する。勿論、ゴルフクラブシャ
フト等の繊維強化複合樹脂材料成形品を製造するとき
に、複合プリプレグ１の金属箔層５の繊維強化複合樹脂
層３と接する側と反対側の面も、通常のプリプレグ等に
よる繊維強化複合樹脂層と接触するので、この反対側の
面にもリン酸塩処理又はクロメート処理を施しておけ
ば、反対の面での繊維強化複合樹脂層との接着強度を向
上できて一層好ましい。

【００２２】リン酸塩処理としては、金属箔がアルミニ
ウム、亜鉛、チタン等を使用する場合は、リン酸亜鉛
系、リン酸マンガン系のいずれのリン酸塩処理を使用す
ることができる。金属箔が鉄の場合は、上記のリン酸亜
鉛系、リン酸マンガン系の処理に加えて、更にリン酸鉄
系のリン酸塩処理を使用することができる。これらリン
酸塩処理の液組成、ＰＨ、処理温度、処理時間等の処理
条件は、通常の条件で行なうことができるが、金属箔層
５の繊維強化複合樹脂層３との接着性の向上という観点
から、使用する金属箔の種類等に応じて適宜決定すれば
良い。

【００２３】具体的には、リン酸塩処理により金属箔層
５の繊維強化複合樹脂層３と接する側の面上に被膜量
０．２〜１０ｇ／ｍ² の金属塩被膜が形成されるよう
に、行なうことが好ましい。金属塩被膜の量が０．２ｇ
／ｍ² 未満では、金属箔層５の表面に金属塩被膜が形成
されたことによる接着性向上に寄与する改質効果が十分
でなく、金属箔層５の繊維強化複合樹脂層３との接着強
度が高くならない。逆に金属塩被膜の量が１０ｇ／ｍ²
を超えると金属塩被膜が厚くなり過ぎて、これが原因で
金属箔層５の繊維強化複合樹脂層３との接着強度が低下
する。従ってリン酸塩処理により形成される金属塩被膜
の量は、０．２〜１０ｇ／ｍ² 、好ましくは０．５〜
３．０ｇ／ｍ² の範囲がよい。

【００２４】リン酸亜鉛系処理の一例を上げれば、日本
パーカーライジング（株）製のパルポンドＬ−３０８０
のリン酸亜鉛処理システムの利用がある。金属箔がアル
ミニウムの場合を示せば、リン酸亜鉛処理の条件は次の
通りである。

【００２５】全酸度２３ポイント遊離酸度０．９ポイント促進剤濃度３ポイント温度４５℃ 浸漬時間２分

【００２６】クロメート処理としては、鋼板等の表面処
理に用いるクロメート処理を、金属箔の種類によらずに
ほぼ全てに対して使用することができる。同様に、クロ
メート処理の液組成、ＰＨ、処理温度、処理時間等の処
理条件は、通常の条件で行なうことができるが、金属箔
層５の繊維強化複合樹脂層３との接着性の向上の目的か
ら、使用する金属箔の種類等を勘案して適宜決定すれば
良い。具体的には、クロメート処理により金属箔層５の
繊維強化複合樹脂層３と接する側の面上に、リン酸塩処
理のときと同様、被膜量０．０１〜０．１５ｇ／ｍ² の
金属塩被膜（クロメート被膜）が形成されるように、行
なうことが好ましい。

【００２７】クロメート処理の一例を上げれば、日本パ
ーカーライジング（株）製のジンクロムＲ−１４１５Ａ
を用いたクロメート処理がある。金属箔がステンレスの
場合を示せば、クロメート処理は次の通りである。即
ち、ジンクロムＲ−１４１５Ａの濃度１１ポイントの処
理液を作成し、脱脂、乾燥したステンレス箔に常温にて
ロールコーターにより塗布量が５ｇ／ｍ² となるように
塗布し、更に塗布したステンレス箔を８０℃の乾燥機で
乾燥し、水分を除去する。

【００２８】上記のリン酸塩処理等は、金属箔を処理液
に浸漬することで可能であるが、処理を少なくとも金属
箔の片面に行なえばよいこと、又一般に短時間に処理す
る必要があることから、金属箔の処理を施す側の表面に
ロールコーター等で処理液を塗布することで行なうこと
が良く、これによれば簡単に行なうことができるメリッ
トもある。勿論、リン酸塩処理等に先だって金属箔の表
面を脱脂、水洗すること、及びリン酸塩処理等の後直ち
に金属箔を水洗、乾燥することを要するのは、通常の鋼
板等に対するリン酸塩処理等の場合と同様である。

【００２９】金属箔層５としては、箔状又は薄板状の金
属製シート、或いは金属網、エキスパンドメタルのよう
な多孔の箔状又は薄板状の金属製メッシュを用いること
ができる。金属箔層５の厚みは５〜１００μｍ、好まし
くは５〜５０μｍとされる。金属箔層５の厚みは５μｍ
未満では薄すぎて、例え金属箔層５にリン酸塩処理等の
化成処理を施したとしても、得られる繊維強化複合樹脂
材料成形品の捩り破壊強度等の機械的強度や耐衝撃性を
向上する効果が十分に得られない。逆に１００μｍを超
えると厚すぎて、成形の際の作業性が悪化すると共に、
得られる繊維強化複合樹脂材料成形品の重量増が大きく
なりすぎる。

【００３０】金属箔層５に使用し得る金属材料として
は、アルミニウム、チタン、鉄、銅、ニッケル、ニクロ
ム、錫、鉛、マグネシウム、金、銀、白金、その他種々
の金属及びこれらの合金がある。例えば昭和アルミニウ
ム株式会社製の厚さ３０〜５０μｍのアルミニウム箔、
或いは竹内金属箔粉工業株式会社製の厚さ５〜３０μｍ
のチタン箔、ステンレス箔、高強度スチール箔等が好適
に使用できる。

【００３１】複合プリプレグ１の全体の厚みは２０〜３
００μｍにすることが適当である。複合プリプレグ１の
厚みが２０μｍ未満では薄すぎて、プリプレグ１の製造
が困難であるばかりか、繊維強化複合樹脂材料成形品を
作成するのに使用するには実用的でない。又厚みが３０
０μｍを超えると厚すぎて、成形性良く繊維強化複合樹
脂材料成形品を作成することが難しくなる。

【００３２】本実施例の複合プリプレグ１は、任意の方
法にて製造し得るが、繊維強化複合樹脂層３として一方
向に配列した炭素繊維２同士の間にマトリクス樹脂６を
含浸したプリプレグを使用し、そのプリプレグをホット
ロール法で製造する際に、離型紙を貼り付けられた面と
反対側の面に、上記のリン酸塩処理又はクロメート処理
を施した金属製シート又はメッシュを、該処理面をプリ
プレグ側として例えばローラ等で押付けて貼り付けるこ
とにより、繊維強化複合樹脂層３と一体に金属箔層５を
形成して、好適に製造することができる。しかし、これ
に限定されるものではなく、例えば独立に繊維強化複合
樹脂層３としてのプリプレグを作成して、これにリン酸
塩処理等を施した金属製シート又はメッシュを接着剤等
で後から接着して金属箔層５を形成することにより、複
合プリプレグ１を得ても良い。

【００３３】本複合プリプレグ１は普通、繊維強化複合
樹脂材料成形品の製造に際し、炭素繊維プリプレグ等の
通常のプリプレグに組み合わせて使用される。例えばゴ
ルフクラブシャフトの場合、内層又は外層のアングル層
と外層又は内層のストレート層とから基本的になってい
るが、複合プリプレグ１はアングル層、ストレート層の
いずれにも使用でき、又アングル層とストレート層との
間に使用することもできる。普通、ストレート層に複合
プリプレグ１を１〜２層巻き付けるのが、ゴルフクラブ
シャフトの性能、特に耐衝撃強度、捩り破壊強度及び打
球感の点で好ましい。従ってストレート層が外層に位置
するゴルフクラブシャフトの場合、型となるマンドレル
の周囲に炭素繊維プリプレグ等の通常のプリプレグを、
アングル層用に繊維の配列方向をマンドレルの軸線と傾
むけて所望の回数巻き付け、ストレート層用に繊維の配
列方向をマンドレルの軸線と平行にして所望の回数巻き
付け、そのストレート層用の巻き付けの際に複合プリプ
レグ１を１〜２層巻き付ける。そして押さえテープを巻
回して通常のプリプレグ及び複合プリプレグの繊維強化
複合樹脂層の変形を防止しながらマトリクス樹脂を加
熱、硬化して、繊維強化複合樹脂層を繊維強化複合樹脂
材料層となし、これによりゴルフクラブシャフト状の硬
化体を得、その後、必要な加工を施してゴルフクラブシ
ャフトに仕上げればよい。

【００３４】本実施例の複合プリプレグ１を組み合わせ
使用することにより製造されたゴルフクラブシャフトに
よれば、軽量であるばかりでなく、単層〜複数層に積層
された複合プリプレグ１による繊維強化複合樹脂材料の
層と層の間に金属箔層５を備え、然もその金属箔層５が
リン酸塩処理又はクロメート処理により繊維強化複合樹
脂材料層との接着性が高く、金属箔層５を複合化したこ
とによる機械的強度向上効果を十分に発揮するので、捩
り破壊強度及び耐衝撃性が十分に向上し、更には使用時
の感触（打球感）も大幅に改善されたものになる。

【００３５】以上では、強化繊維２として炭素繊維を用
いたが、ボロン繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭化
珪素繊維、窒化珪素繊維等の無機繊維；アラミド繊維、
ポリアリレート繊維、ポリエチレン繊維等の有機繊維；
或いはチタン繊維、アモルファス繊維、ステンレススチ
ール繊維等の金属繊維などを任意に使用することができ
る。又強化繊維２を一方向配列としたが、強化繊維２は
２方向以上の配列にしてもよく、クロスになっていても
構わない。

【００３６】図２は、本発明の複合プリプレグの他の実
施例を示す断面図である。本実施例の複合プリプレグ１
は、図１の複合プリプレグ１において、繊維強化複合樹
脂層３に強化繊維として炭素繊維２の他にこれと異種の
繊維７を用い、強化繊維をハイブリッド化したことが特
徴である。本実施例の複合プリプレグ１のその他の構成
は、図１の実施例と基本的に同じで、同様に、金属箔層
５の少なくとも繊維強化複合樹脂層３と接する側の面に
リン酸塩処理又はクロメート処理を施してから、繊維強
化複合樹脂層３を積層している。

【００３７】上記の異種繊維７は、繊維強化複合樹脂層
３のマトリクス樹脂６中に炭素繊維２と同一方向に所定
の間隔で配列される。本実施例では、繊維径が２〜３０
μｍの炭素繊維２に対し異種繊維７は繊維径が５０μｍ
以上と太径とされているが、異種繊維７は太径でなくと
もよい。異種繊維７を繊維径の小さいものを収束したス
トランドの形態として使用する場合は、異種繊維７のス
トランド径を換算径Ｄ₀ ＝ｎ^1/2 ×ｄ（ｎ：集束本数、
ｄ：繊維径）で与えて、ストランド径が換算径Ｄ₀ で最
大５００μｍまでのものを使用することができる。又異
種繊維７は、図２に示されるように、複合プリプレグ１
の中央部に位置するのが好ましいが、中央部より上下に
僅かに偏ることは構わない。

【００３８】このような繊維強化複合樹脂層３は種々の
方法で製造し得るが、炭素繊維２を一方向に配列したプ
リプレグを２枚使用し、その間に異種繊維７を炭素繊維
２と同一方向に所定の間隔で配列し、押圧及び／又は加
熱することにより一体とすることにより極めて好適に製
造することができる。

【００３９】本複合プリプレグ１においても、通常通
り、１種類の強化繊維では足らない物性又は他の物性を
補うことを主たる目的として強化繊維をハイブリッド化
することを行なっており、従って異種繊維７は一般的に
炭素繊維以外とされるが、場合によっては一方の炭素繊
維２と繊維径や物性が異なれば、異種繊維７として炭素
繊維を使用することもできる。異種繊維７としては、物
性の異なる炭素繊維以外に、ボロン繊維、ガラス繊維、
アルミナ繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維等の無機繊
維；アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリエチレン
繊維等の有機繊維；或いはチタン繊維、アモルファス繊
維、ステンレススチール繊維等の金属繊維などを任意に
使用することができる。

【００４０】繊維強化複合樹脂層３の炭素繊維２と異種
繊維７とマトリクス樹脂６との配合割合は任意とし得る
が、一般には重量％で炭素繊維：異種繊維：マトリクス
樹脂＝４０〜８０：２〜２０：２０〜６０の範囲が良
い。

【００４１】本実施例の複合プリプレグ１を通常の炭素
繊維プリプレグ等と組合せ使用してゴルフクラブシャフ
ト等の繊維強化複合樹脂材料成形品を製造するには、先
の実施例に準じて行なえばよく、得られた繊維強化複合
樹脂材料成形品は、異種繊維による物性の向上効果の他
に、同様に、単層〜複数層に積層された繊維強化複合樹
脂材料材料の層と層の間に金属箔層５が存在し、然もそ
の金属箔層５はリン酸塩処理又はクロメート処理により
繊維強化複合樹脂材料層との接着性が高いので、これに
より軽量且つ捩り破壊強度が高く、耐衝撃性もよく、使
用時の感触（打球感）も良好であるという優れた効果が
奏される。

【００４２】以上では、２種類の強化繊維２、７を使用
して強化繊維をハイブリッド化したが、強化繊維は２種
類でなく、３種類以上使用してハイブリッド化すること
もできる。

【００４３】図３は、本発明の複合プリプレグの更に他
の実施例を示す断面図である。本実施例の複合プリプレ
グ１では、図１の複合プリプレグ１において、金属箔層
５の繊維強化複合樹脂層３が設けられた一方の面と反対
側の他方の面にも、強化繊維２を炭素繊維とした同一な
繊維強化複合樹脂層３を設けたことが特徴である。この
金属箔層５の繊維強化複合樹脂層３が接する側の他方の
面には、繊維強化複合樹脂層３と接する側の一方の面と
同様、積層に先立って予めリン酸塩処理又はクロメート
処理が施されている。

【００４４】本実施例の複合プリプレグ１によっても、
これを通常の炭素繊維プリプレグ等と組合せ使用して製
造されたゴルフクラブシャフト等の繊維強化複合樹脂材
料成形品は、同様に、単層〜複数層に積層された繊維強
化複合樹脂材料の層と層の間に金属箔層５が存在し、然
もその金属箔層５はリン酸塩処理又はクロメート処理に
より繊維強化複合樹脂材料層との接着性が高いので、こ
れにより軽量且つ捩り破壊強度が高く、耐衝撃性もよ
く、使用時の感触（打球感）も良好であるという優れた
効果が奏される。

【００４５】以上では、金属箔層５の両面上に強化繊維
２を炭素繊維とした同一な繊維強化複合樹脂層３を設け
たが、一方の繊維強化複合樹脂層を炭素繊維以外の強化
繊維を有する繊維強化複合樹脂層としても良いことは言
うまでもない。

【００４６】図４は、本発明の複合プリプレグの更に別
の実施例を示す断面図である。本実施例の複合プリプレ
グ１は、図１の複合プリプレグ１において、金属箔層５
の繊維強化複合樹脂層３が設けられた一方の面と反対側
の他方の面に、強化繊維を有さない単なる樹脂からなる
樹脂層４を設けたことが特徴である。この金属箔層５の
樹脂層４が接する側の他方の面には、繊維強化複合樹脂
層３と接する側の一方の面と同様、積層に先立って予め
リン酸塩処理又はクロメート処理が施されている。

【００４７】本実施例の複合プリプレグ１によっても、
これを通常の炭素繊維プリプレグ等と組合せ使用して製
造されたゴルフクラブシャフト等の繊維強化複合樹脂材
料成形品は、同様に、単層〜複数層に積層された繊維強
化複合樹脂材料の層と層の間に金属箔層５が存在し、然
もその金属箔層５はリン酸塩処理又はクロメート処理に
より繊維強化複合樹脂材料層との接着性が高いので、こ
れにより軽量且つ捩り破壊強度が高く、耐衝撃性もよ
く、使用時の感触（打球感）も良好であるという優れた
効果が奏される。

【００４８】以上では、金属箔層５の一方の面上に繊維
強化複合樹脂層３を設け、他方の面上に強化繊維を有さ
ない樹脂層４を設けたが、本発明の複合プリプレグは、
繊維強化複合樹脂層３を必ずしも設けない構成であって
も良く、強化繊維を有さない樹脂層４を金属箔層５の両
面上に設ける他、一方のみ設けて他方は何も設けずその
ままにしておく構成とすることができる。このような複
合プリプレグでも、その金属箔層５の少なくとも樹脂層
４と接する側の面にリン酸塩処理又はクロメート処理を
施すことにより、金属箔層５と樹脂層４との接着性を高
くして、樹脂層４に金属箔層５を複合化したことによる
機械的強度向上効果を十分に発揮させることができる。
従ってこれを通常の炭素繊維プリプレグ等と組合せ使用
してゴルフクラブシャフト等の繊維強化複合樹脂材料成
形品を製造すれば、繊維強化複合樹脂材料成形品の複捩
り破壊強度及び耐衝撃性を十分に向上し、更には使用時
の感触（打球感）も大幅に改善することができる。

【００４９】本発明を具体的な実施例に基づき更に説明
する。

【００５０】本発明に従い複合プリプレグ１を作成し、
それを通常のプリプレグと組み合わせて使用しゴルフク
ラブシャフトを製造した。製造法は次の通りである。

【００５１】ゴルフクラブシャフトの型のマンドレル
に、アングル層として厚さ１２０μｍ、樹脂量３２％の
ＰＡＮ系炭素繊維プリプレグ（東レ株式会社製、商品名
Ｍ−４０）を＋４５°、−４５°で合計８層巻き付け、
その上にストレート層として厚さ１２０μｍ、樹脂量３
２％のＰＡＮ系炭素繊維プリプレグ（東レ株式会社製、
商品名Ｔ−３００）を１層巻き付け、更に第２のストレ
ート層として本発明の複合プリプレグ１を２層巻き付け
た。次いで表面研摩用に厚さ７０μｍのガラス繊維一方
向プリプレグを１層巻き、最後に補強層としてＥ−ガラ
スのプリプレグを巻いて先端チップ部を補強した後、ポ
リプロピレンの延伸テープでテーピングをして加熱硬化
し、その後研摩等の所定の仕上げを行なって、ゴルフク
ラブシャフトを作成した。

【００５２】複合プリプレグ１は、図１及び図２に示し
た金属箔層５の一方の面上に繊維強化複合樹脂層３を積
層した態様のものを作成した。これらの複合プリプレグ
１を得るには、繊維強化複合樹脂層３としてのプリプレ
グ作成時に金属箔を押圧により貼り付けて、繊維強化複
合樹脂層３と金属箔層５とを一体に形成する方法、及び
繊維強化複合樹脂層３としてのプリプレグを独立に作成
して、後からエポキシ系接着剤で金属箔を接着して金属
箔層５を形成する方法の２つを試した。金属箔層５とし
て使用した金属箔は、両面に予めリン酸塩処理又はクロ
メート処理を施してから、強化繊維複合樹脂層３上に積
層した。

【００５３】リン酸塩処理は日本パーカーライジング
（株）製のパルポンドＬ−３０８０を使用し、クロメー
ト処理は日本パーカーライジング（株）製のジンクロム
Ｒ−１４１５Ａを使用して行なった。

【００５４】得られたゴルフクラブシャフトは、機械的
特性の捩り破壊強度、耐衝撃強度を測定後、ゴルフクラ
ブに組み立て、打球感の検査を実施した。比較のために
本発明の条件を外れる複合プリプレグを作成し、上記と
同様に、ゴルフクラブシャフトの製造に使用し試験し
た。得られた結果を表１に示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】表１において、強化繊維、異種繊維後の数
値は繊維強化複合樹脂層３中の配合割合（重量％）を示
し、残りがマトリクス樹脂の量である。又記号の◎は非
常に良好、○は良好、△はやや劣る、×は劣るを示す。

【００５７】表１の強化繊維の炭素繊維は、繊維径が
７．０μｍのＰＡＮ系炭素繊維（東レ株式会社製、商品
名Ｔ−３００）を使用した。異種繊維のガラス繊維は繊
維径が７．０μｍのガラス繊維（旭ファイバーグラス株
式会社製、規格名Ｅ−ガラス）を、アラミド繊維は繊維
径が１２μｍのアラミド繊維（帝人株式会社製、商品名
テクノーラ）を、ポリアリレート繊維は繊維径が２３μ
ｍのポリアリレート繊維（クラレ株式会社製、商品名ベ
クトラン）を用いた。マトリクス樹脂はエポキシ樹脂を
用いた。金属箔のステンレス箔は竹内金属箔粉工業株式
会社製の厚さ２０μｍのものを用いた。チタン箔は竹内
金属箔粉工業株式会社製の厚さ２０μｍのものを用い
た。アルミニウム箔は竹内金属箔粉工業株式会社製の厚
さ２０μｍのものを用いた。

【００５８】表１に示されるように、実施例１〜９で
は、通常の炭素繊維プリプレグに組み合わた複合プリプ
レグは、金属箔層にリン酸亜鉛処理又はクロメート処理
を施して繊維強化複合樹脂層との接着性を高くしている
ので、金属箔層を複合化したことによる複合プリプレグ
の性能が十分に発揮され、その結果、得られたゴルフク
ラブシャフトは捩り破壊強度及び耐衝撃性が向上して共
に良好以上に改善され、又ゴルフクラブの使用感も良好
以上を示した。これに対し比較例１〜３では、組み合わ
せた複合プリプレグの金属箔層にリン酸塩処理もクロメ
ート処理も施していないか、リン酸塩処理を施してもそ
の被膜量が少なく有効に行なわれていないので、金属箔
層の繊維強化複合樹脂層との接着性が低く、そのために
得られたゴルフクラブシャフトは、捩り破壊強度若しく
は耐衝撃性の少なくともいずれかが劣る結果となった。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の複合プリ
プレグは、金属箔層と、該金属箔層の一方又は両方の面
上に積層された１種以上の強化繊維を有した樹脂層又は
強化繊維を有さない樹脂層とからなり、その金属箔層の
少なくとも樹脂層と接する面にリン酸塩処理又はクロメ
ート処理を施して、樹脂層上に積層しているので、金属
箔層の樹脂層との接着性が高く、金属箔層を複合化した
ことによる機械的強度の向上効果を十分に発揮させるこ
とができる。このため複合プリプレグを通常のプリプレ
グと組み合わせ使用して製造されたゴルフクラブシャフ
ト等の繊維強化複合樹脂材料成形品は、捩り破壊強度及
び耐衝撃性等の機械的強度大幅に向上し、又使用時の打
球感等の感触が著しく改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合プリプレグの一実施例を示す断面
図である。

【図２】本発明の複合プリプレグの他の実施例を示す断
面図である。

【図３】本発明の複合プリプレグの更に他の実施例を示
す断面図である。

【図４】本発明の複合プリプレグの更に別の実施例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１複合プリプレグ２強化繊維３複合樹脂層４樹脂層５金属箔層６マトリクス樹脂７異種繊維

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２３Ｃ 22/24 8520−4Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属箔層と、前記金属箔層の一方又は両
方の面上に積層した１種以上の強化繊維を有し又は有さ
ない樹脂層とからなり、前記金属箔層の少なくとも前記
樹脂層と接する側の面に予めリン酸塩処理又はクロメー
ト処理を施したことを特徴とする複合プリプレグ。
【請求項２】前記金属箔層の前記樹脂層に接する側の
面への前記リン酸塩処理は、前記面上に被膜量０．２〜
１０ｇ／ｍ² の金属塩被膜が形成されるように行なわれ
る請求項１の複合プリプレグ。
【請求項３】前記金属箔層の前記樹脂層に接する側の
面への前記クロメート処理は、前記面上に被膜量０．０
１〜０．１５ｇ／ｍ² の金属塩被膜が形成されるように
行なわれる請求項１の複合プリプレグ。