JPH062347B2 - 繊維強化樹脂管状体およびその成形用プリプレグ - Google Patents
繊維強化樹脂管状体およびその成形用プリプレグInfo
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- JPH062347B2 JPH062347B2 JP1341233A JP34123389A JPH062347B2 JP H062347 B2 JPH062347 B2 JP H062347B2 JP 1341233 A JP1341233 A JP 1341233A JP 34123389 A JP34123389 A JP 34123389A JP H062347 B2 JPH062347 B2 JP H062347B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、繊維強化樹脂管状体およびそれを作製するた
めのプリプレグに関し、とくに、曲げ剛性と曲げ強度の
両方に優れた、つり竿やゴルフクラブのシャフト（以下
ゴルフシャフトという）等に好適な繊維強化樹脂管状体
およびその成形用プリプレグに関する。
めのプリプレグに関し、とくに、曲げ剛性と曲げ強度の
両方に優れた、つり竿やゴルフクラブのシャフト（以下
ゴルフシャフトという）等に好適な繊維強化樹脂管状体
およびその成形用プリプレグに関する。
［従来の技術］ つり竿やゴルフシャフトには、適度に曲がりにくいこ
と、つまり適度に高い曲げ剛性が要求される。つり竿や
ゴルフシャフトを構成する繊維強化樹脂管状体において
は、上記曲げ剛性は、主として、強化繊維が管状体の長
手方向に延在している層が受けもつ。この繊維強化樹脂
層の曲げ剛性を高めるためには、この層に高弾性率のも
のを使用しなければならない。しかし、繊維強化樹脂に
おいては、一般に、弾性率を高くすると、低伸度特性に
なり、かつ、低強度特性となる。弾性率、伸度、および
強度は、 伸度＝強度／弾性率 の関係にあるが、通常、繊維強化樹脂一層で、高弾性率
と高強度の両方を満足させることは困難である。したが
って、通常、曲げ剛性が高い繊維強化樹脂管状体には、
曲げ強度（破壊に至る曲げモーメント、以下破壊曲げモ
ーメントともいう。）はそれ程高くないという問題があ
る。
と、つまり適度に高い曲げ剛性が要求される。つり竿や
ゴルフシャフトを構成する繊維強化樹脂管状体において
は、上記曲げ剛性は、主として、強化繊維が管状体の長
手方向に延在している層が受けもつ。この繊維強化樹脂
層の曲げ剛性を高めるためには、この層に高弾性率のも
のを使用しなければならない。しかし、繊維強化樹脂に
おいては、一般に、弾性率を高くすると、低伸度特性に
なり、かつ、低強度特性となる。弾性率、伸度、および
強度は、 伸度＝強度／弾性率 の関係にあるが、通常、繊維強化樹脂一層で、高弾性率
と高強度の両方を満足させることは困難である。したが
って、通常、曲げ剛性が高い繊維強化樹脂管状体には、
曲げ強度（破壊に至る曲げモーメント、以下破壊曲げモ
ーメントともいう。）はそれ程高くないという問題があ
る。
［発明が解決しようとする課題］ この問題に対し、本発明者らは、ある特定の積層構成を
とることによって、繊維強化樹脂管状体の、適度に高い
曲げ剛性と高い曲げ強度の両方をともに満足させ得るこ
とを見出した。
とることによって、繊維強化樹脂管状体の、適度に高い
曲げ剛性と高い曲げ強度の両方をともに満足させ得るこ
とを見出した。
本発明は、この特定積層構成を有する、曲げ剛性と曲げ
強度の両方に優れた繊維強化樹脂管状体を提供するとと
もに、それを作製するための積層構成プリプレグを提供
することを目的とする。
強度の両方に優れた繊維強化樹脂管状体を提供するとと
もに、それを作製するための積層構成プリプレグを提供
することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ この目的に沿う本発明の繊維強化樹脂管状体は、繊維強
化樹脂からなる管状体であって、強化繊維が管状体の長
手方向に延在している第１の層と、該第１の層の外側に
位置し、強化繊維が管状体の長手方向に延在し、第１の
層よりも高伸度かつ高強度特性を備えている第２の層
と、を有するものから成る。
化樹脂からなる管状体であって、強化繊維が管状体の長
手方向に延在している第１の層と、該第１の層の外側に
位置し、強化繊維が管状体の長手方向に延在し、第１の
層よりも高伸度かつ高強度特性を備えている第２の層
と、を有するものから成る。
また、この繊維強化樹脂管状体を作製するための本発明
のプリプレグは、強化繊維が一方向に延在している第１
のプリプレグと、該第１のプリプレグと同一方向に強化
繊維が延在し、該強化繊維が第１のプリプレグの強化繊
維よりも高伸度かつ高強度特性を備えている第２のプリ
プレグとの層状構成を有するものから成る。
のプリプレグは、強化繊維が一方向に延在している第１
のプリプレグと、該第１のプリプレグと同一方向に強化
繊維が延在し、該強化繊維が第１のプリプレグの強化繊
維よりも高伸度かつ高強度特性を備えている第２のプリ
プレグとの層状構成を有するものから成る。
［作用］ 上記繊維強化樹脂管状体においては、第２の層は第１の
層よりも高伸度、高強度特性を有し、第１の層は、第２
の層よりも低伸度、低強度特性ではあるが、第２の層よ
りも高弾性率特性をもつことができる。これら特性は、
管状体成形に上記積層構成のプリプレグを使用すること
によって得られる。
層よりも高伸度、高強度特性を有し、第１の層は、第２
の層よりも低伸度、低強度特性ではあるが、第２の層よ
りも高弾性率特性をもつことができる。これら特性は、
管状体成形に上記積層構成のプリプレグを使用すること
によって得られる。
二層積層構成において、積層体としての弾性率は、各層
の弾性率の加重平均値となるが、強度は、管状体曲げ時
に引張量および圧縮両の大きくなる、管状体径方向外側
に位置する層の強度に支配される。したがって、この径
方向外側に、高強度の第２の層が位置する積層構成をと
ることにより、第１、第２の層の積層構成を有する繊維
強化樹脂管状体の曲げ強度としては、第２の層と同等の
高い曲げ強度を発揮させることができる。その結果、該
繊維強化樹脂管状体は、第１、第２の層の加重平均値で
ある、適度に高い弾性率と、高強度とを有することにな
り、適度に高い曲げ剛性と高い曲げ強度の両方が同時に
達成される。
の弾性率の加重平均値となるが、強度は、管状体曲げ時
に引張量および圧縮両の大きくなる、管状体径方向外側
に位置する層の強度に支配される。したがって、この径
方向外側に、高強度の第２の層が位置する積層構成をと
ることにより、第１、第２の層の積層構成を有する繊維
強化樹脂管状体の曲げ強度としては、第２の層と同等の
高い曲げ強度を発揮させることができる。その結果、該
繊維強化樹脂管状体は、第１、第２の層の加重平均値で
ある、適度に高い弾性率と、高強度とを有することにな
り、適度に高い曲げ剛性と高い曲げ強度の両方が同時に
達成される。
［実施例］ 以下に、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る繊維強化樹脂管状体
を、第２図は該繊維強化樹脂管状体作製に用いる積層構
成プリプレグの一方を、第３図は２他方を、それぞれ示
している。
を、第２図は該繊維強化樹脂管状体作製に用いる積層構
成プリプレグの一方を、第３図は２他方を、それぞれ示
している。
第１図において、１は、強化繊維が管状体３の長手方向
に延在している第１の層、２は、第１の層１の管状体径
方向外側に位置し、強化繊維が管状体３の長手方向に延
在し、第１の層１よりもこのましくは１．５倍以上高伸
度かつ好ましくは１．２倍以上高強度の特性を備えた第
２の層を示している。管状体３の最内層および最外層
は、強化繊維が管状体３の周方向に延在している層４，
５で構成されている。
に延在している第１の層、２は、第１の層１の管状体径
方向外側に位置し、強化繊維が管状体３の長手方向に延
在し、第１の層１よりもこのましくは１．５倍以上高伸
度かつ好ましくは１．２倍以上高強度の特性を備えた第
２の層を示している。管状体３の最内層および最外層
は、強化繊維が管状体３の周方向に延在している層４，
５で構成されている。
この管状体３は、たとえば次のように作製される。第２
図に示すような、強化繊維６が一方向に延在している第
１のシート状プリプレグ７（縦材）と、該プリプレグ７
に対し、強化繊維８が強化繊維６と直交する方向に延在
しているプリプレグ９（横材）との積層シート構成の第
１のプリプレグ材10と、同様に、第３図に示すような、
強化繊維11が一方向に延在している第２のシート状プリ
プレグ12（縦材）と、該プリプレグ12に対し、強化繊維
13が強化繊維11と直交する方向に延在しているプリプレ
グ14（横材）との積層シート構成の第２のプリプレグ材
15とが準備される。このプリプレグ材10、15において
は、第２のプリプレグ12の強化繊維11の伸度および強度
（引張強度）は、第１のプリプレグ７の強化繊維６のそ
れよりも大きい。伸度は好ましくは1.5倍以上であり、
強度は好ましくは1.2倍以上である。
図に示すような、強化繊維６が一方向に延在している第
１のシート状プリプレグ７（縦材）と、該プリプレグ７
に対し、強化繊維８が強化繊維６と直交する方向に延在
しているプリプレグ９（横材）との積層シート構成の第
１のプリプレグ材10と、同様に、第３図に示すような、
強化繊維11が一方向に延在している第２のシート状プリ
プレグ12（縦材）と、該プリプレグ12に対し、強化繊維
13が強化繊維11と直交する方向に延在しているプリプレ
グ14（横材）との積層シート構成の第２のプリプレグ材
15とが準備される。このプリプレグ材10、15において
は、第２のプリプレグ12の強化繊維11の伸度および強度
（引張強度）は、第１のプリプレグ７の強化繊維６のそ
れよりも大きい。伸度は好ましくは1.5倍以上であり、
強度は好ましくは1.2倍以上である。
両プリプレグ材10、15が、第４図に示すように、第１の
プリプレグ７と第２のプリプレグ12とが互に接合される
ように、かつ第１のプリプレグ７の強化繊維６と第２の
プリプレグ12の強化繊維11が同一の方向に延在するよう
に積層され、繊維強化樹脂管状体３作製用のプリプレグ
16とされる。
プリプレグ７と第２のプリプレグ12とが互に接合される
ように、かつ第１のプリプレグ７の強化繊維６と第２の
プリプレグ12の強化繊維11が同一の方向に延在するよう
に積層され、繊維強化樹脂管状体３作製用のプリプレグ
16とされる。
成形しようとする管状体３の内径とほぼ等しい外径をも
つテーパー付マンドレル（図示略）を用意し、その外表
面に離型剤を塗布した後、上記プリプレグ16を第２のプ
リプレグが外側になるように、かつ強化繊維の繊維軸が
所望の方向、つまり第１、第２のプリプレグ７、12の強
化繊維軸がマンドレルの長手方向を向くように巻き付
け、さらにその上に熱収縮性テープを螺旋状に巻き付
け、加熱して上記熱収縮性テープによる成形圧力を与え
ながらプリプレグの樹脂を硬化せしめ、冷却した後マン
ドレルを引き抜くことによって、前記繊維強化樹脂管状
体３が成形される。成形後、仕上加工を施す場合もあ
る。
つテーパー付マンドレル（図示略）を用意し、その外表
面に離型剤を塗布した後、上記プリプレグ16を第２のプ
リプレグが外側になるように、かつ強化繊維の繊維軸が
所望の方向、つまり第１、第２のプリプレグ７、12の強
化繊維軸がマンドレルの長手方向を向くように巻き付
け、さらにその上に熱収縮性テープを螺旋状に巻き付
け、加熱して上記熱収縮性テープによる成形圧力を与え
ながらプリプレグの樹脂を硬化せしめ、冷却した後マン
ドレルを引き抜くことによって、前記繊維強化樹脂管状
体３が成形される。成形後、仕上加工を施す場合もあ
る。
このように成形された繊維強化樹脂管状体３の曲げ強度
（破壊曲げモーメント）および弾性率特性について、具
体例を挙げながら説明する。
（破壊曲げモーメント）および弾性率特性について、具
体例を挙げながら説明する。
第１表に示すような、炭素繊維プリプレグを用いた。第
１のプリプレグ７として東レ(株)製のプリプレグＲ7053
-15を、第２のプリプレグ12として、コンポジットにし
た場合の特性として、第１のプリプレグ７によるときよ
りも高伸度、高強度特性になる同社製のプリプレグＲ60
52-15を使用した。弾性率については、第１のプリプレ
グ７によるコンポジットの方が高い。横材９、14として
は、同社製のプリプレグＭ３を使用した。その結果、成
形された繊維強化樹脂管状体３の積層構成としては、径
方向外側から、 Ｍ３／Ｒ6052-15／Ｒ7053-15／Ｍ３ となる。
１のプリプレグ７として東レ(株)製のプリプレグＲ7053
-15を、第２のプリプレグ12として、コンポジットにし
た場合の特性として、第１のプリプレグ７によるときよ
りも高伸度、高強度特性になる同社製のプリプレグＲ60
52-15を使用した。弾性率については、第１のプリプレ
グ７によるコンポジットの方が高い。横材９、14として
は、同社製のプリプレグＭ３を使用した。その結果、成
形された繊維強化樹脂管状体３の積層構成としては、径
方向外側から、 Ｍ３／Ｒ6052-15／Ｒ7053-15／Ｍ３ となる。
このような構成を有する、10mm径の繊維強化樹脂管状体
３について、曲げ弾性率、曲げ強度を評価したところ、
曲げ弾性率については、第１表に示した第１、第２のプ
リプレグ７、12によるときの引張弾性率の加重平均値と
略同じ値を呈した。
３について、曲げ弾性率、曲げ強度を評価したところ、
曲げ弾性率については、第１表に示した第１、第２のプ
リプレグ７、12によるときの引張弾性率の加重平均値と
略同じ値を呈した。
曲げ強度については、第２表に、Ｒ6052-15Ｍ３および
Ｒ7053-15Ｍ３それぞれ単独構成による場合と、これら
を積層したハイブリッド構成による場合との破壊曲げモ
ーメントを示すように、第１の層１を含むＲ7053-15Ｍ
３単独の場合には、1701kg・mmと低いが、ハイブリッド
構成の場合には、第２の層２を含むＲ6052-15Ｍ３単独
の場合の値2152kg・mmと略同等の2156kg・mmを示す。
Ｒ7053-15Ｍ３それぞれ単独構成による場合と、これら
を積層したハイブリッド構成による場合との破壊曲げモ
ーメントを示すように、第１の層１を含むＲ7053-15Ｍ
３単独の場合には、1701kg・mmと低いが、ハイブリッド
構成の場合には、第２の層２を含むＲ6052-15Ｍ３単独
の場合の値2152kg・mmと略同等の2156kg・mmを示す。
したがって、適度に高い曲げ弾性率、つまり適度に高い
曲げ剛性と、高い曲げ強度の両方が同時に達成されるこ
とになる。
曲げ剛性と、高い曲げ強度の両方が同時に達成されるこ
とになる。
本発明の繊維強化樹脂管状体を作製するためのプリプレ
グの積層構成としては、第５図に示すように、単に第１
のプリプレグ21と、それよりも高伸度、高強度になる第
２のプリプレグ22との積層構成のプリプレグ23としても
よい。ただし、管状体成形の際には、第２のプリプレグ
22を必ず外側に配置しなければならない。このプリプレ
グ23に、強化繊維の延在方向が直交する、あるいは一定
の傾斜角で交差するプリプレグが積層されてもよい。ま
た、第６図に示すように、第１のプリプレグ31を、異な
る第２のプリプレグ32、33で挾むサンドイッチ型のプリ
プレグ34としてもよい。この場合は、より強度の高い方
の第２のプリプレグを管状体径方向外側に配設するのが
好ましい。この場合にも、強化繊維が直交する横材、あ
るいは斜交するバイアス材としてのプリプレグを付加し
てもよい。
グの積層構成としては、第５図に示すように、単に第１
のプリプレグ21と、それよりも高伸度、高強度になる第
２のプリプレグ22との積層構成のプリプレグ23としても
よい。ただし、管状体成形の際には、第２のプリプレグ
22を必ず外側に配置しなければならない。このプリプレ
グ23に、強化繊維の延在方向が直交する、あるいは一定
の傾斜角で交差するプリプレグが積層されてもよい。ま
た、第６図に示すように、第１のプリプレグ31を、異な
る第２のプリプレグ32、33で挾むサンドイッチ型のプリ
プレグ34としてもよい。この場合は、より強度の高い方
の第２のプリプレグを管状体径方向外側に配設するのが
好ましい。この場合にも、強化繊維が直交する横材、あ
るいは斜交するバイアス材としてのプリプレグを付加し
てもよい。
繊維強化樹脂管状体の積層構成としては、つり竿、ゴル
フシャフト等の用途に応じて適宜決定すればよい。たと
えば、つり竿用の積層構成としては、第１図に示したよ
うなものが好ましい。ゴルフシャフト用としては、シャ
フトねじり方向のトルク特性が要求されることから、バ
イアス層を設けることが好ましく、たとえば第７図に示
すように、径方向外側から、第２の層42、第１の層41、
バイアス層43の積層構成をとることができる。
フシャフト等の用途に応じて適宜決定すればよい。たと
えば、つり竿用の積層構成としては、第１図に示したよ
うなものが好ましい。ゴルフシャフト用としては、シャ
フトねじり方向のトルク特性が要求されることから、バ
イアス層を設けることが好ましく、たとえば第７図に示
すように、径方向外側から、第２の層42、第１の層41、
バイアス層43の積層構成をとることができる。
なお、本発明において用いられる強化繊維は、炭素繊
維、黒鉛繊維、有機高弾性率繊維（アラミド繊維等）、
炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、タングス
テンカーバイド繊維、ガラス繊維等の高強度、高弾性率
繊維である。このような強化繊維は、同じプリプレグに
ついてただ１種類のものを使用してもよいし、異なる種
類の強化繊維を併用してもよい。
維、黒鉛繊維、有機高弾性率繊維（アラミド繊維等）、
炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、タングス
テンカーバイド繊維、ガラス繊維等の高強度、高弾性率
繊維である。このような強化繊維は、同じプリプレグに
ついてただ１種類のものを使用してもよいし、異なる種
類の強化繊維を併用してもよい。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の繊維強化樹脂管状体およ
びその成形用プリプレグによるときは、第１の層、第２
の層および第１のプリプレグ、第２のプリプレグの特定
積層構成として、管状体の曲げ強度については、径方向
外側に位置する、高強度側の第２の層と同等の特性を発
揮できるようにしたので、適度に高い弾性率を確保しつ
つ高い強度を発揮させることができ、適度に高い曲げ剛
性と高い曲げ強度の両方を同時に達成することができ
る。
びその成形用プリプレグによるときは、第１の層、第２
の層および第１のプリプレグ、第２のプリプレグの特定
積層構成として、管状体の曲げ強度については、径方向
外側に位置する、高強度側の第２の層と同等の特性を発
揮できるようにしたので、適度に高い弾性率を確保しつ
つ高い強度を発揮させることができ、適度に高い曲げ剛
性と高い曲げ強度の両方を同時に達成することができ
る。
第１図は本発明の一実施例に係る繊維強化樹脂管状体の
斜視図、 第２図および第３図は第１図の管状体用プリプレグ作製
のためのプリプレグ材の斜視図、 第４図は第２図および第３図のプリプレグ材から作製さ
れるプリプレグの側面図、 第５図は他の積層構成を有するプリプレグの側面図、 第６図はさらに他の積層構成を有するプリプレグの側面
図、 第７図は第１図とは別の積層構成を有する繊維強化樹脂
管状態の正面図、 である。 １、41……第１の層 ２、42……第２の層 ３……繊維強化樹脂管状体 ６，８，11、13……強化繊維 ７、21、31……第１のプリプレグ層 ９、14……横材 10……第１のプリプレグ材 12、22、32、33……第２のプリプレグ層 15……第２のプリプレグ材 16、23、34……管状体作製用のプリプレグ 43……バイアス層
斜視図、 第２図および第３図は第１図の管状体用プリプレグ作製
のためのプリプレグ材の斜視図、 第４図は第２図および第３図のプリプレグ材から作製さ
れるプリプレグの側面図、 第５図は他の積層構成を有するプリプレグの側面図、 第６図はさらに他の積層構成を有するプリプレグの側面
図、 第７図は第１図とは別の積層構成を有する繊維強化樹脂
管状態の正面図、 である。 １、41……第１の層 ２、42……第２の層 ３……繊維強化樹脂管状体 ６，８，11、13……強化繊維 ７、21、31……第１のプリプレグ層 ９、14……横材 10……第１のプリプレグ材 12、22、32、33……第２のプリプレグ層 15……第２のプリプレグ材 16、23、34……管状体作製用のプリプレグ 43……バイアス層
Claims (2)
- 【請求項１】繊維強化樹脂からなる管状体であって、強
化繊維が管状体の長手方向に延在している第１の層と、
該第１の層の外側に位置し、強化繊維が管状体の長手方
向に延在し、第１の層よりも高伸度かつ高強度特性を備
えている第２の層と、を有することを特徴とする繊維強
化樹脂管状体。 - 【請求項２】繊維強化樹脂管状体を成形するためのプリ
プレグであって、強化繊維が一方向に延在している第１
のプリプレグと、該第１のプリプレグと同一方向に強化
繊維が延在し、該強化繊維が第１のプリプレグの強化繊
維よりも高伸度かつ高強度特性を備えている第２のプリ
プレグとの層状構成を有することを特徴とするプリプレ
グ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341233A JPH062347B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 繊維強化樹脂管状体およびその成形用プリプレグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341233A JPH062347B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 繊維強化樹脂管状体およびその成形用プリプレグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03203611A JPH03203611A (ja) | 1991-09-05 |
| JPH062347B2 true JPH062347B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=18344415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1341233A Expired - Fee Related JPH062347B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 繊維強化樹脂管状体およびその成形用プリプレグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062347B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020043945A (ja) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 住友ゴム工業株式会社 | ゴルフクラブヘッド |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0242098A (ja) * | 1988-06-03 | 1990-02-13 | Hoechst Ag | 環状プロリン類似アミノ酸を有するオリゴペプチド類 |
-
1989
- 1989-12-29 JP JP1341233A patent/JPH062347B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0242098A (ja) * | 1988-06-03 | 1990-02-13 | Hoechst Ag | 環状プロリン類似アミノ酸を有するオリゴペプチド類 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03203611A (ja) | 1991-09-05 |
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