JPH10329247A - 複合材料管状体 - Google Patents
複合材料管状体Info
- Publication number
- JPH10329247A JPH10329247A JP9143826A JP14382697A JPH10329247A JP H10329247 A JPH10329247 A JP H10329247A JP 9143826 A JP9143826 A JP 9143826A JP 14382697 A JP14382697 A JP 14382697A JP H10329247 A JPH10329247 A JP H10329247A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- tubular body
- layer
- outer layer
- glass fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Golf Clubs (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】曲げ強度を低下させることなく、高い衝撃強度
などを発揮し、かつ軽量化を可能とする複合材料管状体
を提供する。 【解決手段】軸方向に配された補強繊維と、樹脂とから
なる内層の外側に、ガラス繊維と樹脂とからなる外層が
積層されてなり、かつ、該外層の厚みが、管状体全厚み
の5〜35%であることを特徴とする複合材料管状体。
などを発揮し、かつ軽量化を可能とする複合材料管状体
を提供する。 【解決手段】軸方向に配された補強繊維と、樹脂とから
なる内層の外側に、ガラス繊維と樹脂とからなる外層が
積層されてなり、かつ、該外層の厚みが、管状体全厚み
の5〜35%であることを特徴とする複合材料管状体。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は繊維強化樹脂からな
る管状体及びその製造方法に関するものである。
る管状体及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化樹脂からなる管状体は軽量、高
強度、高弾性の利点を有するので、様々なスポーツ用具
や、産業用途に用いられている。補強繊維としては比強
度、比弾性に優れる炭素繊維が主として用いられること
が多い。これら管状体は例えば、ゴルフシャフト、スキ
ーポール、釣り竿などに用いられており、軽量でかつ、
耐衝撃性の高いことが望まれている。炭素繊維強化樹脂
からなる管状体は、軽量化、高弾性、静的強度という点
で優れてはいるが、炭素繊維の引張弾性率が大きいため
剛性が大きくなって屈撓性に乏しく、衝撃強度が低い。
また同じ補強繊維としてガラス繊維を使用した管状体は
耐衝撃性は増すが、引張弾性率が小さいため剛性が小さ
く、曲げ強度が低下し、撓みやすいと共に重量も増加す
る欠陥がある。
強度、高弾性の利点を有するので、様々なスポーツ用具
や、産業用途に用いられている。補強繊維としては比強
度、比弾性に優れる炭素繊維が主として用いられること
が多い。これら管状体は例えば、ゴルフシャフト、スキ
ーポール、釣り竿などに用いられており、軽量でかつ、
耐衝撃性の高いことが望まれている。炭素繊維強化樹脂
からなる管状体は、軽量化、高弾性、静的強度という点
で優れてはいるが、炭素繊維の引張弾性率が大きいため
剛性が大きくなって屈撓性に乏しく、衝撃強度が低い。
また同じ補強繊維としてガラス繊維を使用した管状体は
耐衝撃性は増すが、引張弾性率が小さいため剛性が小さ
く、曲げ強度が低下し、撓みやすいと共に重量も増加す
る欠陥がある。
【０００３】また、軽量化を実現するために、複合材料
中の樹脂含有量を低くすることが試みられているが、樹
脂が少なくなると、繊維が直接衝撃を受けることになり
耐衝撃性が低下するので、このような樹脂含有量の低い
複合材料を外層に配することは難しい。
中の樹脂含有量を低くすることが試みられているが、樹
脂が少なくなると、繊維が直接衝撃を受けることになり
耐衝撃性が低下するので、このような樹脂含有量の低い
複合材料を外層に配することは難しい。
【０００４】炭素繊維強化樹脂複合体の耐衝撃性を向上
させる手段として、特開平６０−４７１０４号公報など
には、マトリクス樹脂を高靭性化する方法が記載されて
いるが、この方法による耐衝撃性の向上は十分でない。
しかも、高温下での物性や疲労特性などが低下する場合
があり、更に従来と異なる樹脂を使用することによって
製造工程や成形装置の変更が必要になることが多く、製
品コストの上昇や製品品質の低下を招くことも多い。
させる手段として、特開平６０−４７１０４号公報など
には、マトリクス樹脂を高靭性化する方法が記載されて
いるが、この方法による耐衝撃性の向上は十分でない。
しかも、高温下での物性や疲労特性などが低下する場合
があり、更に従来と異なる樹脂を使用することによって
製造工程や成形装置の変更が必要になることが多く、製
品コストの上昇や製品品質の低下を招くことも多い。
【０００５】又、特開平３−１６８１６７号公報および
特開平３−１６８１６８号公報には、炭素繊維強化プラ
スチック製のゴルフシャフトの最内層及び／または層間
や、最外層に有機系重合体からなるフィルムを配する方
法がそれぞれ記載されている。しかし、これらの方法で
も耐衝撃性の向上は十分でなくさらなる向上が望まれて
いる。
特開平３−１６８１６８号公報には、炭素繊維強化プラ
スチック製のゴルフシャフトの最内層及び／または層間
や、最外層に有機系重合体からなるフィルムを配する方
法がそれぞれ記載されている。しかし、これらの方法で
も耐衝撃性の向上は十分でなくさらなる向上が望まれて
いる。
【０００６】また、内層に引張破断伸度１．３％を越え
る炭素繊維強化樹脂複合体を用いることで耐衝撃性を高
めた例があるが、この方法では用いることのできる炭素
繊維強化樹脂複合体が限られるだけでなく、例えば、ゴ
ルフシャフトのフレックスが変わる等、実用面で問題が
ある。
る炭素繊維強化樹脂複合体を用いることで耐衝撃性を高
めた例があるが、この方法では用いることのできる炭素
繊維強化樹脂複合体が限られるだけでなく、例えば、ゴ
ルフシャフトのフレックスが変わる等、実用面で問題が
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決すること、すなわち、曲げ強度を低下させ
ることなく、高い衝撃強度などを発揮し、かつ軽量化を
可能とする、例えば、ゴルフシャフト、釣り竿、スキー
ポール、自転車フレーム、その他種々の用途に有効に使
用し得る複合材料管状体を提供することにある。
問題点を解決すること、すなわち、曲げ強度を低下させ
ることなく、高い衝撃強度などを発揮し、かつ軽量化を
可能とする、例えば、ゴルフシャフト、釣り竿、スキー
ポール、自転車フレーム、その他種々の用途に有効に使
用し得る複合材料管状体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、次の構成を有する。すなわち、軸方向に配さ
れた補強繊維と、樹脂とからなる内層の外側に、ガラス
繊維と樹脂とからなる外層が積層されてなり、かつ、該
外層の厚みが、管状体全厚みの5〜35%であることを特徴
とする複合材料管状体である。
するため、次の構成を有する。すなわち、軸方向に配さ
れた補強繊維と、樹脂とからなる内層の外側に、ガラス
繊維と樹脂とからなる外層が積層されてなり、かつ、該
外層の厚みが、管状体全厚みの5〜35%であることを特徴
とする複合材料管状体である。
【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。
する。
【００１０】本発明の管状体を図面を用いて説明する
に、図１、図２に示すように、軸方向に配された補強繊
維と、樹脂とからなるの内層（一方向繊維強化プラスチ
ック）102'と、ガラス繊維と樹脂とからなる外層103'か
らなる。ここで、外層の厚みを管状体の全厚みの５〜３
５％、好ましくは８〜３０％、より好ましくは、８〜２
５％、更に好ましくは１０〜２０％とすることにより、
曲げ強度が低下することなく、かつ、衝撃強度の高い管
状体とすることができる。外層の厚みが、管状体全厚み
の５％に満たないときは、十分な衝撃強度が得られず、
３５％を越えるときには、重量が増加するという問題が
生じる。
に、図１、図２に示すように、軸方向に配された補強繊
維と、樹脂とからなるの内層（一方向繊維強化プラスチ
ック）102'と、ガラス繊維と樹脂とからなる外層103'か
らなる。ここで、外層の厚みを管状体の全厚みの５〜３
５％、好ましくは８〜３０％、より好ましくは、８〜２
５％、更に好ましくは１０〜２０％とすることにより、
曲げ強度が低下することなく、かつ、衝撃強度の高い管
状体とすることができる。外層の厚みが、管状体全厚み
の５％に満たないときは、十分な衝撃強度が得られず、
３５％を越えるときには、重量が増加するという問題が
生じる。
【００１１】かかる管状体は、図３に示すように、所定
のプリプレグをマンドレル100に捲回積層することによ
り得ることができる。つまり、内層102'には、炭素繊維
等の高強度繊維を一方向に並び沿わせた引きそろえシー
トにエポキシ樹脂などのマトリクス樹脂を含浸したプリ
プレグ102を、外層103'には、ガラス繊維をエポキシ樹
脂等にマトリクス樹脂を含浸したガラス繊維強化プリプ
レグ103を用いることが出来る。また、更に最内層とし
て他の層101'を内層102'の内側に配置することも可能で
ある。
のプリプレグをマンドレル100に捲回積層することによ
り得ることができる。つまり、内層102'には、炭素繊維
等の高強度繊維を一方向に並び沿わせた引きそろえシー
トにエポキシ樹脂などのマトリクス樹脂を含浸したプリ
プレグ102を、外層103'には、ガラス繊維をエポキシ樹
脂等にマトリクス樹脂を含浸したガラス繊維強化プリプ
レグ103を用いることが出来る。また、更に最内層とし
て他の層101'を内層102'の内側に配置することも可能で
ある。
【００１２】上記プリプレグ102は長方形、扇形等の所
要展開形大に該シートを裁断し、所要形状のマンドレル
にシリコンワックス等の離型剤を塗布した後、所要形状
のマンドレルに好ましくは1〜15層、より好ましくは2〜
14層、更に好ましくは4〜12層捲回積層する。このとき
所要の枚数をあらかじめ重ね合わせておき、それを捲回
積層しても構わない。
要展開形大に該シートを裁断し、所要形状のマンドレル
にシリコンワックス等の離型剤を塗布した後、所要形状
のマンドレルに好ましくは1〜15層、より好ましくは2〜
14層、更に好ましくは4〜12層捲回積層する。このとき
所要の枚数をあらかじめ重ね合わせておき、それを捲回
積層しても構わない。
【００１３】次いでこのマンドレルに巻き付けたプリプ
レグ102の上に、長方形、扇形等の所要展開形大に裁断
したガラス繊維強化プリプレグ103を、その厚みが全厚
みの5〜35%になるように好ましくは1〜10層、より好ま
しくは1〜5層、更に好ましくは1〜2層捲回積層し、エポ
キシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いる場合には、常法に
より熱硬化処理した後脱芯することにより製品とするも
のである。
レグ102の上に、長方形、扇形等の所要展開形大に裁断
したガラス繊維強化プリプレグ103を、その厚みが全厚
みの5〜35%になるように好ましくは1〜10層、より好ま
しくは1〜5層、更に好ましくは1〜2層捲回積層し、エポ
キシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いる場合には、常法に
より熱硬化処理した後脱芯することにより製品とするも
のである。
【００１４】本発明で使用するプリプレグ102におい
て、補強繊維としては、炭素繊維（黒鉛繊維も含む）の
他、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、ポ
リアリレート繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊
維等の有機繊維；或いは、チタン繊維、アモルファス繊
維、ステンレス鋼繊維、などの金属繊維から選択される
1種を用いて、或いは複数種の、例えば2種或いは3種の
補強繊維からなるハイブリッドの形態にて使用すること
ができる。なお、本発明で使用するプリプレグ102にお
いて、通常はガラス繊維以外の補強繊維を用いるのがよ
く、炭素繊維を用いるのが最も良い。
て、補強繊維としては、炭素繊維（黒鉛繊維も含む）の
他、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、ポ
リアリレート繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊
維等の有機繊維；或いは、チタン繊維、アモルファス繊
維、ステンレス鋼繊維、などの金属繊維から選択される
1種を用いて、或いは複数種の、例えば2種或いは3種の
補強繊維からなるハイブリッドの形態にて使用すること
ができる。なお、本発明で使用するプリプレグ102にお
いて、通常はガラス繊維以外の補強繊維を用いるのがよ
く、炭素繊維を用いるのが最も良い。
【００１５】本発明で使用するプリプレグ102におい
て、補強繊維に含浸する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、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。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、使用可能なエ
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型エポキシ樹
脂、ノボラック型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノール
A型エポキシ樹脂）；（２）環式脂肪族エポキシ樹脂；
（３）グリシジルエステル型エポキシ樹脂；（４）グリ
シジルアミン型エポキシ樹脂、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-q-アミノフェノ
ール等；（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型エポキシ樹脂が好適に使
用される。
て、補強繊維に含浸する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、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。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、使用可能なエ
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型エポキシ樹
脂、ノボラック型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノール
A型エポキシ樹脂）；（２）環式脂肪族エポキシ樹脂；
（３）グリシジルエステル型エポキシ樹脂；（４）グリ
シジルアミン型エポキシ樹脂、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-q-アミノフェノ
ール等；（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型エポキシ樹脂が好適に使
用される。
【００１６】又、硬化剤としてはグアニジン系、例えば
ジシアンジアミド(DICY)、２，６−キシレニル−ピグア
ニド、O-トリルピグアニド、ジフェニルグアニジン、ジ
−O-トリルグアニジン、１−O−トリルヒグアニド、ア
セトグアナミン、メラミン、ベンゾグアナミン；アミン
系、例えば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(HHPA)、メチルヘキサヒドロ無水
フタル酸(MHHPA)等が使用されるが、特にグアニジン系
硬化剤が好適に使用される。中でも、ジシアンジアミド
が最も好ましい。
ジシアンジアミド(DICY)、２，６−キシレニル−ピグア
ニド、O-トリルピグアニド、ジフェニルグアニジン、ジ
−O-トリルグアニジン、１−O−トリルヒグアニド、ア
セトグアナミン、メラミン、ベンゾグアナミン；アミン
系、例えば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(HHPA)、メチルヘキサヒドロ無水
フタル酸(MHHPA)等が使用されるが、特にグアニジン系
硬化剤が好適に使用される。中でも、ジシアンジアミド
が最も好ましい。
【００１７】又、更に硬化温度が50〜200℃になるよう
に硬化助剤その他の付与剤、例えば可撓性付与剤などを
適宜に添加してもよい。
に硬化助剤その他の付与剤、例えば可撓性付与剤などを
適宜に添加してもよい。
【００１８】場合によっては、マトリクス樹脂として、
ナイロン、PPS（ポリフェニレンサルファイド）、PEEK
（ポリエーテルエーテルケトン）等の熱可塑性樹脂をも
使用し得る。勿論、市販のプリプレグを用いることもで
きる。
ナイロン、PPS（ポリフェニレンサルファイド）、PEEK
（ポリエーテルエーテルケトン）等の熱可塑性樹脂をも
使用し得る。勿論、市販のプリプレグを用いることもで
きる。
【００１９】また、成形品の軽量化効果と耐衝撃強度向
上を考慮すると、本発明の効果をより顕著に発揮させる
ためには、複合材料における樹脂含有率を３３重量％以
下とするのが好ましく、より好ましくは、８〜３３重量
％とする。樹脂含有率が３３重量％を越えると、軽量化
が不十分であり、また本発明のような構成にしなくとも
ある程度衝撃強度が維持される。一方、８重量％未満で
は、十分な衝撃強度が得られない。そのためには、樹脂
含有率が３３重量％以下、好ましくは８〜３３重量％と
いう低樹脂含有率のプリプレグを積層して樹脂の流れが
ほとんど起きないように成形すればよい。つまり本発明
の構成によって低樹脂含有率のプリプレグを内層102'に
配することが可能になり、管状体の軽量化と耐衝撃強度
向上がともに達成される。
上を考慮すると、本発明の効果をより顕著に発揮させる
ためには、複合材料における樹脂含有率を３３重量％以
下とするのが好ましく、より好ましくは、８〜３３重量
％とする。樹脂含有率が３３重量％を越えると、軽量化
が不十分であり、また本発明のような構成にしなくとも
ある程度衝撃強度が維持される。一方、８重量％未満で
は、十分な衝撃強度が得られない。そのためには、樹脂
含有率が３３重量％以下、好ましくは８〜３３重量％と
いう低樹脂含有率のプリプレグを積層して樹脂の流れが
ほとんど起きないように成形すればよい。つまり本発明
の構成によって低樹脂含有率のプリプレグを内層102'に
配することが可能になり、管状体の軽量化と耐衝撃強度
向上がともに達成される。
【００２０】次に外層103'に用いるガラス繊維強化プリ
プレグ103について更に詳しく説明する。
プレグ103について更に詳しく説明する。
【００２１】本発明において、ガラス繊維強化プリプレ
グ103で使用する補強繊維としては、ガラス繊維を使用
し、ガラス繊維は一方向に引き揃えた形態で、或いはク
ロス（織物）の形態にて使用し得るが、クロスの形態で
使用するのがより好ましい。織物の繊維素材は用途に応
じてあらゆる種類のガラス繊維を使用することが可能で
ある。また、目付、糸密度、および織組織等も特に限定
される物ではないが、成形品の軽量化効果を考慮する
と、目付は好ましくは15〜100ｇ/m2、より好ましくは15
〜70ｇ/m2、更に好ましくは20〜50ｇ/m2で、糸密度は、
好ましくは20〜80本/25mm、より好ましくは25〜70本/25
mm、更に好ましくは30〜60本/25mmの平織り組織を有す
るガラス織物が使用される。
グ103で使用する補強繊維としては、ガラス繊維を使用
し、ガラス繊維は一方向に引き揃えた形態で、或いはク
ロス（織物）の形態にて使用し得るが、クロスの形態で
使用するのがより好ましい。織物の繊維素材は用途に応
じてあらゆる種類のガラス繊維を使用することが可能で
ある。また、目付、糸密度、および織組織等も特に限定
される物ではないが、成形品の軽量化効果を考慮する
と、目付は好ましくは15〜100ｇ/m2、より好ましくは15
〜70ｇ/m2、更に好ましくは20〜50ｇ/m2で、糸密度は、
好ましくは20〜80本/25mm、より好ましくは25〜70本/25
mm、更に好ましくは30〜60本/25mmの平織り組織を有す
るガラス織物が使用される。
【００２２】本発明で使用するガラス繊維強化プリプレ
グシート103において、ガラス繊維に含浸するマトリク
ス樹脂としては、プリプレグシート102で用いられるの
と同様の前記した樹脂が用いられる。
グシート103において、ガラス繊維に含浸するマトリク
ス樹脂としては、プリプレグシート102で用いられるの
と同様の前記した樹脂が用いられる。
【００２３】又、上記ガラス繊維強化プリプレグに加え
て、他の無機繊維（チタン繊維、アモルファス繊維、ス
テンレス鋼繊維等）から選択される1種或いは複数種の
補強繊維を組み合わせてハイブリッドの形態にて使用す
ることもできる。勿論、市販のガラス強化繊維プリプレ
グを用いることもできる。
て、他の無機繊維（チタン繊維、アモルファス繊維、ス
テンレス鋼繊維等）から選択される1種或いは複数種の
補強繊維を組み合わせてハイブリッドの形態にて使用す
ることもできる。勿論、市販のガラス強化繊維プリプレ
グを用いることもできる。
【００２４】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。尚、管状体のシャルヒ゜ー衝撃試験はJIS K 7077-199
1に基づいて測定を行った。また、管状体の曲げ試験は
製品安全協会編ゴルフシャフトの認定基準及び基準確認
方法CPSA 0098に基づいて測定を行った。
明する。尚、管状体のシャルヒ゜ー衝撃試験はJIS K 7077-199
1に基づいて測定を行った。また、管状体の曲げ試験は
製品安全協会編ゴルフシャフトの認定基準及び基準確認
方法CPSA 0098に基づいて測定を行った。
【００２５】（実施例１）直径が6.3mm、長さが、700mm
のマンドレル100を用意した。このマンドレル100に離型
処理を施し接着剤を塗布した後、最内層101'として炭素
繊維強化プリプレグ101を６層巻き付けた。
のマンドレル100を用意した。このマンドレル100に離型
処理を施し接着剤を塗布した後、最内層101'として炭素
繊維強化プリプレグ101を６層巻き付けた。
【００２６】炭素繊維強化プリプレグ101は、繊維径が
5.0μm、引張弾性率が230GPaとされるPAN系の炭素繊維
（東レ株式会社製：商品名「トレカ（登録商標）T30
0」）にエポキシ樹脂を含浸したプリプレグ（東レ株式
会社製：商品名「P3051F-5」）を使用した。このプリプ
レグ101は図3に示す構成とされ、炭素繊維がマンドレル
100の軸線に対して、角度θ(θ=90゜)だけ傾斜するよう
に配置した。マトリクス樹脂の含有量は37重量%で、炭
素繊維の目付は、55g/m2、プリプレグの厚さは58μmで
あった。
5.0μm、引張弾性率が230GPaとされるPAN系の炭素繊維
（東レ株式会社製：商品名「トレカ（登録商標）T30
0」）にエポキシ樹脂を含浸したプリプレグ（東レ株式
会社製：商品名「P3051F-5」）を使用した。このプリプ
レグ101は図3に示す構成とされ、炭素繊維がマンドレル
100の軸線に対して、角度θ(θ=90゜)だけ傾斜するよう
に配置した。マトリクス樹脂の含有量は37重量%で、炭
素繊維の目付は、55g/m2、プリプレグの厚さは58μmで
あった。
【００２７】次に内層102'として炭素繊維強化プリプレ
グ102を加圧しながら5層巻き付けた。この炭素繊維強化
プリプレグ102は、繊維径が5.0μm、引張弾性率が230GP
aとされるPAN系の炭素繊維（東レ株式会社製：商品名
「トレカT700S」）にエポキシ樹脂を含浸したプリプレ
グ（東レ株式会社製：商品名「P3053S-12」）を使用し
た。このプリプレグ102は図3に示す構成とされ、炭素繊
維がマンドレル100の軸線に対して平行(θ=0゜)に配置
しており、マトリクス樹脂の含有量は30重量%で、炭素
繊維の目付は、125g/m2、プリプレグの厚さは114μmで
あった。
グ102を加圧しながら5層巻き付けた。この炭素繊維強化
プリプレグ102は、繊維径が5.0μm、引張弾性率が230GP
aとされるPAN系の炭素繊維（東レ株式会社製：商品名
「トレカT700S」）にエポキシ樹脂を含浸したプリプレ
グ（東レ株式会社製：商品名「P3053S-12」）を使用し
た。このプリプレグ102は図3に示す構成とされ、炭素繊
維がマンドレル100の軸線に対して平行(θ=0゜)に配置
しており、マトリクス樹脂の含有量は30重量%で、炭素
繊維の目付は、125g/m2、プリプレグの厚さは114μmで
あった。
【００２８】次に外層103'としてガラス繊維強化プリプ
レグ103を加圧しながら、前記プリプレグ102の外周に5
層巻き付けた。このガラス繊維強化プリプレグ103は補
強繊維としてガラス繊維クロス（日東紡株式会社製：商
品名「ガラスクロスWP(A)03 104BZ」）(25g/m2)を使用
し、マトリクス樹脂として東レ製#2500エポキシ樹脂を
使用し、プリプレグ加工した。このガラス繊維織物プリ
プレグのマトリクス樹脂の含有量は42重量%で、厚さ38
μmであった。このプリプレグ103は図3に示す構成とさ
れ、ガラス繊維がマンドレル100の軸線に対して平行(θ
=0゜)に配置した。この管状体の外層103'の厚みは全体
の厚みの19.9%を占めた。
レグ103を加圧しながら、前記プリプレグ102の外周に5
層巻き付けた。このガラス繊維強化プリプレグ103は補
強繊維としてガラス繊維クロス（日東紡株式会社製：商
品名「ガラスクロスWP(A)03 104BZ」）(25g/m2)を使用
し、マトリクス樹脂として東レ製#2500エポキシ樹脂を
使用し、プリプレグ加工した。このガラス繊維織物プリ
プレグのマトリクス樹脂の含有量は42重量%で、厚さ38
μmであった。このプリプレグ103は図3に示す構成とさ
れ、ガラス繊維がマンドレル100の軸線に対して平行(θ
=0゜)に配置した。この管状体の外層103'の厚みは全体
の厚みの19.9%を占めた。
【００２９】次いで、マンドレル100上のガラス繊維強
化プリプレグ103の外周に、厚さ25μm、幅15mmのポリエ
ステル耐熱テープを2mmピッチ、張力3.0kgにて巻き付け
た後、130℃、2時間加熱し硬化した。その後、マンドレ
ルを除去し、前記ポリエステルテープを除去した。
化プリプレグ103の外周に、厚さ25μm、幅15mmのポリエ
ステル耐熱テープを2mmピッチ、張力3.0kgにて巻き付け
た後、130℃、2時間加熱し硬化した。その後、マンドレ
ルを除去し、前記ポリエステルテープを除去した。
【００３０】表1にこの管状体の最内層、内層、外層の
各々の厚み、重量、衝撃強度、曲げ強度の試験結果を示
すように、重量を増加させることなく衝撃強度が向上し
た。
各々の厚み、重量、衝撃強度、曲げ強度の試験結果を示
すように、重量を増加させることなく衝撃強度が向上し
た。
【００３１】（比較例１）炭素繊維強化プリプレグ102
を2層増やして7層巻き付け、外層にガラス繊維強化プリ
プレグ103を巻き付けなかったこと以外は、実施例１と
同じ材料及び方法にて管状体を作成した。この管状体の
径の大きさは実施例1と同じであった。
を2層増やして7層巻き付け、外層にガラス繊維強化プリ
プレグ103を巻き付けなかったこと以外は、実施例１と
同じ材料及び方法にて管状体を作成した。この管状体の
径の大きさは実施例1と同じであった。
【００３２】表1にこの管状体の最内層、内層、外層の
各々の厚み、重量、衝撃強度、曲げ強度の試験結果を示
す。実施例1に比べて充分な衝撃強度が得られなかっ
た。
各々の厚み、重量、衝撃強度、曲げ強度の試験結果を示
す。実施例1に比べて充分な衝撃強度が得られなかっ
た。
【００３３】（比較例２）マンドレル100上に炭素繊維
強化プリプレグ101を巻き付けず、外層103'にガラス繊
維強化プリプレグを15層巻き付けたこと以外は実施例1
と同じ材料及び方法で管状体を成形した。この管状体の
径の大きさは実施例1と同じであった。
強化プリプレグ101を巻き付けず、外層103'にガラス繊
維強化プリプレグを15層巻き付けたこと以外は実施例1
と同じ材料及び方法で管状体を成形した。この管状体の
径の大きさは実施例1と同じであった。
【００３４】表1にこの管状体の内層、外層の各々の厚
み、重量、衝撃強度、曲げ強度の試験結果を示す。表1
に示されるとおり、実施例1に比べて曲げ強度が著しく
低下した。また、重量も増加した。
み、重量、衝撃強度、曲げ強度の試験結果を示す。表1
に示されるとおり、実施例1に比べて曲げ強度が著しく
低下した。また、重量も増加した。
【００３５】（実施例２）マンドレル100上に炭素繊維
強化プリプレグ101を9層巻き付けた後、内層102'を形成
する炭素繊維強化プリプレグを4層増やして9層にしたこ
と以外は、実施例1と同じ材料及び方法にて管状体を作
成した。この管状体の外層103'の厚みは全体の厚みの1
7.3%を占めた。
強化プリプレグ101を9層巻き付けた後、内層102'を形成
する炭素繊維強化プリプレグを4層増やして9層にしたこ
と以外は、実施例1と同じ材料及び方法にて管状体を作
成した。この管状体の外層103'の厚みは全体の厚みの1
7.3%を占めた。
【００３６】表1にこの管状体の最内層、内層、外層の
各々の厚み、重量、衝撃強度、曲げ強度の試験結果を示
すように、所要の衝撃強度と曲げ強度が得られた。
各々の厚み、重量、衝撃強度、曲げ強度の試験結果を示
すように、所要の衝撃強度と曲げ強度が得られた。
【００３７】（比較例３）実施例2において、内層102'
を形成する炭素繊維強化プリプレグ102の巻き数を2層増
やして7層にし、外層103'にガラス繊維強化プリプレグ
を巻き付けなかったこと以外は実施例2と同じ材料及び
方法で管状体を成形した。この管状体の径の大きさは実
施例2と同じであった。
を形成する炭素繊維強化プリプレグ102の巻き数を2層増
やして7層にし、外層103'にガラス繊維強化プリプレグ
を巻き付けなかったこと以外は実施例2と同じ材料及び
方法で管状体を成形した。この管状体の径の大きさは実
施例2と同じであった。
【００３８】表1にこの管状体の最内層、内層、外層の
各々の厚み、重量、衝撃強度、曲げ強度の試験結果を示
す。実施例2に比べて、重量が増加し、充分な衝撃強
度、曲げ強度が得られなかった。
各々の厚み、重量、衝撃強度、曲げ強度の試験結果を示
す。実施例2に比べて、重量が増加し、充分な衝撃強
度、曲げ強度が得られなかった。
【００３９】（実施例３）最内層101'を形成する炭素繊
維強化プリプレグ101に、補強繊維に引張弾性率が377GP
aとされるPAN系の炭素繊維（東レ株式会社製：商品名
「トレカM40J」）を用い、マトリクス樹脂の含有量は24
重量%で、炭素繊維の目付は、140g/m2、厚さ115μmであ
るプリプレグ（東レ株式会社製：商品名「P9055F-1
5」）を、炭素繊維がマンドレル100の軸線に対してθ=
±45゜に配置されるように貼り合わせ3層、合計6層巻き
付けた。
維強化プリプレグ101に、補強繊維に引張弾性率が377GP
aとされるPAN系の炭素繊維（東レ株式会社製：商品名
「トレカM40J」）を用い、マトリクス樹脂の含有量は24
重量%で、炭素繊維の目付は、140g/m2、厚さ115μmであ
るプリプレグ（東レ株式会社製：商品名「P9055F-1
5」）を、炭素繊維がマンドレル100の軸線に対してθ=
±45゜に配置されるように貼り合わせ3層、合計6層巻き
付けた。
【００４０】次いで内層102'として、実施例1と同じ炭
素繊維を用いた、マトリクス樹脂の含有量が24重量%
で、厚みが102μmである炭素繊維強化プリプレグ102
（東レ株式会社製：商品名「P3055S-12」）を2層巻き付
けた。
素繊維を用いた、マトリクス樹脂の含有量が24重量%
で、厚みが102μmである炭素繊維強化プリプレグ102
（東レ株式会社製：商品名「P3055S-12」）を2層巻き付
けた。
【００４１】次いで外層103'としてガラス繊維強化プリ
プレグ103を前記プリプレグ102の外周に2層巻き付け
た。その他、成形方法は実施例1と同じである。この管
状体の外層103'の厚みは全体の厚みの11.4%を占めた。
プレグ103を前記プリプレグ102の外周に2層巻き付け
た。その他、成形方法は実施例1と同じである。この管
状体の外層103'の厚みは全体の厚みの11.4%を占めた。
【００４２】表1にこの管状体の最内層、内層、外層の
各々の厚み、重量、衝撃強度、曲げ強度の試験結果を示
すように、重量を増加させることなく衝撃強度が向上し
た。
各々の厚み、重量、衝撃強度、曲げ強度の試験結果を示
すように、重量を増加させることなく衝撃強度が向上し
た。
【００４３】（比較例４）実施例3において,マンドレル
100上に炭素繊維強化プリプレグ101を6層巻き付けた
後、内層102'を形成する炭素繊維強化プリプレグ102の
巻き数を1層増やして3層にし、外層103'にガラス繊維強
化プリプレグを巻き付けなかったこと以外は実施例3と
同じ材料及び方法で管状体を成形した。この管状体の径
の大きさは実施例3とほぼ同じであった。
100上に炭素繊維強化プリプレグ101を6層巻き付けた
後、内層102'を形成する炭素繊維強化プリプレグ102の
巻き数を1層増やして3層にし、外層103'にガラス繊維強
化プリプレグを巻き付けなかったこと以外は実施例3と
同じ材料及び方法で管状体を成形した。この管状体の径
の大きさは実施例3とほぼ同じであった。
【００４４】表１にこの管状体の最内層、内層、最外層
の各々の厚み、重量、衝撃強度、曲げ強度の試験結果を
示す。実施例3に比べて、重量が増加し、充分な衝撃強
度が得られなかった。
の各々の厚み、重量、衝撃強度、曲げ強度の試験結果を
示す。実施例3に比べて、重量が増加し、充分な衝撃強
度が得られなかった。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【発明の効果】以上の如くに構成される本発明の管状体
は、曲げ強度を低下させることなく、高い衝撃強度など
を発揮し、かつ軽量化を可能とする、例えば、ゴルフシ
ャフト、釣り竿、スキーポール、自転車フレーム、その
他種々の用途に好適に使用し得るという効果を奏する。
は、曲げ強度を低下させることなく、高い衝撃強度など
を発揮し、かつ軽量化を可能とする、例えば、ゴルフシ
ャフト、釣り竿、スキーポール、自転車フレーム、その
他種々の用途に好適に使用し得るという効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例に係る複合材料管状体の一部
切り取り概略斜視図である。
切り取り概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に係る複合材料管状体の概略
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る複合材料管状体の製造
方法を説明するための概略図である。
方法を説明するための概略図である。
100マンドレル 101最内層を形成するプリプレグ 102内層を形成するプリプレグ 103外層を形成するプリプレグ 101'最内層 102'内層 103'外層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｃ 70/10 Ｃ０８Ｊ 5/24 ＣＥＺ 70/06 Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｘ Ｃ０８Ｊ 5/24 ＣＥＺ Ｇ Ｂ２９Ｌ 23:00
Claims (7)
- 【請求項１】軸方向に配された補強繊維と、樹脂とから
なる内層の外側に、ガラス繊維と樹脂とからなる外層が
積層されてなり、かつ、該外層の厚みが、管状体全厚み
の5〜35%であることを特徴とする複合材料管状体。 - 【請求項２】補強繊維が炭素繊維であることを特徴とす
る請求項１記載の複合材料管状体。 - 【請求項３】前記内層は、その樹脂含有率が33重量％以
下であることを特徴とする請求項１または２記載の複合
材料管状体。 - 【請求項４】外層を構成するガラス繊維が織物を形成し
ていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに
記載の複合材料管状体。 - 【請求項５】前記内層が１層〜15層の層構造を有するこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の複
合材料管状体。 - 【請求項６】前記外層を構成するガラス繊維の単位面積
当たりの重量が15〜100g/m2であることを特徴とする請
求項１ないし５のいずれかに記載の複合材料管状体。 - 【請求項７】前記織物の組織は平織りであることを特徴
とする請求項４記載の複合材料管状体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9143826A JPH10329247A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 複合材料管状体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9143826A JPH10329247A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 複合材料管状体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10329247A true JPH10329247A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15347857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9143826A Pending JPH10329247A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 複合材料管状体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10329247A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000189547A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-11 | Daiwa Seiko Inc | ゴルフクラブ |
| JP2002282399A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-10-02 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | ゴルフクラブシャフト |
| JP2005131838A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 管状体の製造方法および管状体 |
| JP2005523569A (ja) * | 2002-04-23 | 2005-08-04 | コンポジット テクノロジー コーポレイション | アルミニウム導体コンポジットコア強化ケーブルおよび製造方法 |
| WO2009113382A1 (ja) * | 2008-03-14 | 2009-09-17 | 藤倉ゴム工業株式会社 | ゴルフクラブシャフト及びゴルフクラブ |
| JP2009219919A (ja) * | 2009-07-07 | 2009-10-01 | Fujikura Rubber Ltd | ゴルフクラブシャフト |
| KR101119733B1 (ko) | 2004-05-12 | 2012-03-29 | 후지쿠라 고무 코교 가부시끼가이샤 | 골프클럽 샤프트 |
| KR101506659B1 (ko) * | 2012-09-20 | 2015-03-30 | 권오용 | 합성카본원단을 이용한 낚시대 제조방법 |
| US9539479B2 (en) | 2012-10-10 | 2017-01-10 | Dunlop Sports Co. Ltd. | Golf club shaft |
| US9566485B2 (en) | 2012-10-17 | 2017-02-14 | Dunlop Sports Co. Ltd. | Golf club shaft |
| CN106523801A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-03-22 | 安徽杰蓝特新材料有限公司 | 一种玻纤增强聚乙烯给水管 |
| JP2019176769A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | グローブライド株式会社 | 芯材に繊維強化樹脂層が巻回された竿体を有する釣竿及びその製造方法 |
| CN112564351A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-26 | 陕西航空电气有限责任公司 | 一种高速电机用复合材料套筒及其制备方法 |
-
1997
- 1997-06-02 JP JP9143826A patent/JPH10329247A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8292755B2 (en) | 2008-03-14 | 2012-10-23 | Fujikura Rubber Ltd. | Golf club shaft and golf club |
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| US9993705B2 (en) | 2012-10-10 | 2018-06-12 | Dunlop Sports Co., Ltd. | Golf club shaft |
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| JP2019176769A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | グローブライド株式会社 | 芯材に繊維強化樹脂層が巻回された竿体を有する釣竿及びその製造方法 |
| CN112564351A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-26 | 陕西航空电气有限责任公司 | 一种高速电机用复合材料套筒及其制备方法 |
| CN112564351B (zh) * | 2020-12-11 | 2023-12-05 | 陕西航空电气有限责任公司 | 一种高速电机用复合材料套筒及其制备方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A02 | Decision of refusal |
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