WO2015001909A1 - ゴルフクラブシャフト - Google Patents

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WO2015001909A1
WO2015001909A1 PCT/JP2014/065096 JP2014065096W WO2015001909A1 WO 2015001909 A1 WO2015001909 A1 WO 2015001909A1 JP 2014065096 W JP2014065096 W JP 2014065096W WO 2015001909 A1 WO2015001909 A1 WO 2015001909A1
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WO
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epoxy resin
type epoxy
mass
golf club
tetraglycidyl
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/065096
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English (en)
French (fr)
Inventor
泰雄 内藤
建彦 兵頭
一喜 志賀
長谷川 宏
Original Assignee
ダンロップスポーツ株式会社
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Publication date
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    • A63B53/10Non-metallic shafts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B60/00Details or accessories of golf clubs, bats, rackets or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
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Definitions

  • the present invention relates to a golf club shaft, and more particularly to an improvement in strength of a golf club shaft.
  • Patent Document 1 discloses a glycidylamine type epoxy resin (A), a bisphenol F type epoxy resin (B), and an acid anhydride curing agent (C).
  • the glycidylamine type epoxy resin (A) and the bisphenol F type epoxy resin (B) have a mass ratio in the range of 90:10 to 30:70, and the acid anhydride curing agent (C ) Is the theoretical blend of the acid anhydride contained in the acid anhydride curing agent (C) with respect to the epoxy group contained in the glycidylamine type epoxy resin (A) and the bisphenol F type epoxy resin (B).
  • a resin composition having a ratio of 0.8 equivalents to 1.3 equivalents is described.
  • Patent Document 2 (A) isocyanate-modified epoxy resin 15 to 50% by mass, (B) bisphenol A type epoxy resin and / or bisphenol F type epoxy resin 20 to 60% by mass, (C) polyfunctional epoxy resin 15 to 50% by mass 30% by mass of an epoxy resin, and (D) polyamine type epoxy resin curing agent has an active hydrogen equivalent number of 1.15 to 1.50 times the number of epoxy equivalents of all epoxy resins.
  • A isocyanate-modified epoxy resin 15 to 50% by mass
  • B bisphenol A type epoxy resin and / or bisphenol F type epoxy resin 20 to 60% by mass
  • C polyfunctional epoxy resin 15 to 50% by mass 30% by mass of an epoxy resin
  • D polyamine type epoxy resin curing agent has an active hydrogen equivalent number of 1.15 to 1.50 times the number of epoxy equivalents of all epoxy resins.
  • the tubular body made of a fiber-reinforced composite material using the above-described epoxy resin composition has become insufficient in strength.
  • a thin portion is provided on the shaft. Therefore, a golf club shaft is required to have higher strength.
  • the golf club shaft is subjected to various forces such as bending and twisting when hit. Therefore, even if the interface strength between the reinforcing fiber and the resin component is improved, the strength of the golf club shaft is not improved if the compressive strength of the fiber-reinforced composite material is low.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a golf club shaft having excellent strength.
  • the golf club shaft of the present invention is a golf club shaft made of a fiber reinforced epoxy resin material containing a cured product of epoxy resin composition and reinforcing fibers, wherein the epoxy resin composition has bisphenol A as an epoxy resin component.
  • an epoxy resin component by adding a tetraglycidyl type epoxy resin to an epoxy resin composition containing a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin or a novolak type epoxy resin, the resin component is made tough and at the same time Strengthening and high elastic modulus can be achieved.
  • the swelling ratio with the methyl ethyl ketone is an index of the crosslinking density of the epoxy resin composition.
  • a cured product of the epoxy resin composition having a swelling rate with methyl ethyl ketone falling within the above range has an appropriate elongation and excellent adhesion to reinforcing fibers.
  • the interfacial strength between the reinforcing fiber and the matrix resin is improved, the effect of combining with the reinforcing fiber is increased, the strength and elastic modulus of the resin component are increased, and the mechanical strength of the resulting golf club shaft is increased. Improve further.
  • the tetraglycidyl type epoxy resin is preferably a glycidylamine type epoxy resin, more preferably at least one selected from the group consisting of tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, tetraglycidyldiaminodiphenyl ether and tetraglycidyldiaminodiphenylsulfone.
  • the content of the tetraglycidyl type epoxy resin in the epoxy resin component is preferably 1% by mass to 25% by mass.
  • the epoxy resin composition preferably further contains 2 to 12 parts by mass of polyvinyl formal with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin component.
  • the epoxy resin composition preferably contains dicyandiamide as a curing agent and a urea derivative as a curing accelerator.
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin composition is preferably 200 g / eq to 400 g / eq.
  • the reinforcing fibers are preferably carbon fibers.
  • Tensile modulus of the reinforcing fibers is preferably 10tf / mm 2 ⁇ 70tf / mm 2.
  • the golf club shaft of the present invention is excellent in strength.
  • the golf club shaft of the present invention is a golf club shaft made of a fiber-reinforced epoxy resin material containing a cured product of epoxy resin composition and reinforcing fibers.
  • the epoxy resin composition contains, as an epoxy resin component, at least one selected from the group consisting of a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin and a novolac type epoxy resin, and a tetraglycidyl type epoxy resin,
  • the cured product of the epoxy resin composition is characterized in that the swelling ratio with methyl ethyl ketone is 20 mass% to 44 mass%.
  • the epoxy resin composition used in the present invention contains, as an epoxy resin component, at least one selected from the group consisting of a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, and a novolac type epoxy resin, and a tetraglycidyl type epoxy resin.
  • an epoxy resin component in addition to a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin or a novolac type epoxy resin, a tetraglycidyl type epoxy resin is blended to maintain the tensile strength and tensile elastic modulus of the resin component.
  • the toughness of the component can be increased. As a result, the interface strength between the reinforcing fiber and the resin component can be increased, and the strength of the resulting golf club shaft can be increased.
  • the tetraglycidyl type epoxy resin has four glycidyl groups in the molecule.
  • the glycidyl amine type epoxy resin represented by Formula (1) is preferable.
  • R 1 represents a divalent group.
  • the divalent group is not particularly limited.
  • the divalent group may be a hydrocarbon group or a group having a sulfonyl group or an ether group in the main chain.
  • the divalent group preferably has an arylene group.
  • Examples of the divalent group include phenylene group, tolylene group, xylylene group, biphenyldiyl group, diphenylmethanediyl group, diphenyletherdiyl group, diphenylsulfonediyl group, naphthylene group, anthracenediyl group, fluorenediyl group, cyclohexanediyl. Group, decalindiyl group and the like.
  • Examples of the compound represented by the formula (1) include compounds represented by the formulas (2) to (4), N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-xylylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) phenylene and the like are preferable.
  • R 2 and R 3 each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • m1 represents an integer of 0 to 4.
  • n1 represents an integer of 0 to 4.
  • R 4 and R 5 each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • m2 represents an integer of 0 to 4.
  • n2 represents an integer of 0 to 4.
  • R 6 and R 7 each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • m3 represents an integer of 0 to 4.
  • n3 represents an integer of 0 to 4.
  • Examples of the compound represented by the formula (2) include tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, tetraglycidyl-4,4′-diamino-5-methyldiphenylmethane, tetraglycidyl-4,4′-diamino- 2'-methyldiphenylmethane, tetraglycidyl-4,4'-diamino-2,2'-dimethyldiphenylmethane, tetraglycidyl-4,4'-diamino-2,3'-dimethyldiphenylmethane, tetraglycidyl-4,4'- Diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, tetraglycidyl-4,4′-diamino-3,3 ′, 5,5′-tetraethyldiphenylmethane, tetraglycidyl-4,4′-di
  • Examples of the compound represented by the formula (3) include tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenyl ether, tetraglycidyl-4,4′-diamino-5-methyldiphenyl ether, tetraglycidyl-4,4′-diamino- 2'-methyldiphenyl ether, tetraglycidyl-4,4'-diamino-2,2'-dimethyldiphenyl ether, tetraglycidyl-4,4'-diamino-2,3'-dimethyldiphenyl ether, tetraglycidyl-4,4'- Diamino-3,3′-dimethyldiphenyl ether, tetraglycidyl-4,4′-diamino-3,3 ′, 5,5′-tetraethyldiphenyl ether, tetraglycidyl-4,4′-diamino-3,3
  • Examples of the compound represented by the formula (4) include tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenylsulfone, tetraglycidyl-4,4′-diamino-5-methyldiphenylsulfone, and tetraglycidyl-4,4′-.
  • the tetraglycidyl type epoxy resin may be used alone or in combination of two or more.
  • tetraglycidyl type epoxy resin tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, tetraglycidyl diaminodiphenyl ether, and tetraglycidyl diaminodiphenyl sulfone are preferable.
  • the epoxy equivalent (g / eq) of the tetraglycidyl type epoxy resin is preferably 105 or more, more preferably 110 or more, still more preferably 115 or more, preferably 170 or less, more preferably 160 or less, still more preferably 150 or less. It is.
  • tetraglycidyl type epoxy resin examples include jER (registered trademark) 604 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Sumiepoxy (registered trademark) ELM434 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Araldide (registered trademark) MY720, MY721 (Huntsman Advanced). ⁇ Materials).
  • the content of the tetraglycidyl type epoxy resin in the entire epoxy resin component contained in the epoxy resin composition is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, further preferably 9% by mass or more, and 25% by mass or less. Is preferable, 22 mass% or less is more preferable, and 19 mass% or less is further more preferable. If the content of the tetraglycidyl type epoxy resin is 1% by mass or more, the crosslinking density is increased, and the matrix resin of the fiber-reinforced epoxy resin material has a good elastic modulus. If the content is 25% by mass or less, the crosslinking density is high. It does not become too much, and the matrix resin of the fiber reinforced epoxy resin material has good elongation.
  • the bisphenol A type epoxy resin can be used in liquid form or solid form at room temperature (25 ° C.).
  • the bisphenol A type epoxy resin has two epoxy groups in the molecule.
  • the viscosity (25 ° C.) of the liquid bisphenol A type epoxy resin at normal temperature is preferably 60 P (6 Pa ⁇ s) or more, more preferably 75 P (7.5 Pa ⁇ s) or more, and further preferably 90 P (9 Pa ⁇ s). ) Or more, preferably 300 P (30 Pa ⁇ s) or less, more preferably 250 P (25 Pa ⁇ s) or less, and still more preferably 200 P (20 Pa ⁇ s) or less.
  • the viscosity of the epoxy resin can be measured with a viscoelasticity measuring device (manufactured by Anton Paar, “MCR301”, applied torque 6 mN ⁇ m).
  • the epoxy equivalent (g / eq) of the liquid bisphenol A type epoxy resin at normal temperature is preferably 170 or more, more preferably 175 or more, further preferably 180 or more, preferably 300 or less, more preferably 290 or less. More preferably, it is 280 or less.
  • the epoxy equivalent (g / eq) of the bisphenol A type epoxy resin that is solid at room temperature is preferably 300 or more, more preferably 350 or more, still more preferably 400 or more, preferably 20000 or less, more preferably 18000 or less. More preferably, it is 16000 or less.
  • Examples of bisphenol A type epoxy resins that are liquid at room temperature include jER (registered trademark) 827, jER828, jER828EL, jER828XA, jER834 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Epototo (registered trademark) YD-115, Epotot YD- 115G, Epototo YD-115CA, Epotot YD-118T, Epotot YD-127, Epotot YD-128, Epotot YD-128G, Epotot YD-128S (above, manufactured by Toto Kasei), EPICLON (registered trademark) 840, EPICLON 840-S EPICLON 850, EPICLON 850-S (above, manufactured by DIC).
  • Examples of the bisphenol A type epoxy resin that is solid at normal temperature include, for example, jER1001, jER1002, jER1003, jER1003F, jER1004, jER1004FS, jER1004F, jER1004AF, jER1055, jER1005F, jER1006FS, jER1007FS, jER1008FS, ER1008 Epototo YD-011, Epototo YD-012, Epototo YD-013, Epototo YD-014, Epototo YD-017, Epototo YD-019, Epototo YD-020N, Epototo YD-020H (above, manufactured by Tohto Kasei) , EPICLON 1050, EPICLON 3050, EPICLON 4050, EPICLON 7050 (and above Manufactured by DIC Corporation), and the like.
  • Bisphenol A epoxy resins may be used
  • the bisphenol F-type epoxy resin may be either a liquid or solid at room temperature (25 ° C.).
  • the bisphenol F type epoxy resin has two epoxy groups in the molecule.
  • the viscosity (25 ° C.) of the liquid bisphenol F type epoxy resin at normal temperature is preferably 9 P (0.9 Pa ⁇ s) or more, more preferably 12 P (1.2 Pa ⁇ s) or more, and further preferably 15 P (1 0.5 Pa ⁇ s) or more, preferably 300 P (30 Pa ⁇ s) or less, more preferably 250 P (25 Pa ⁇ s) or less, and even more preferably 200 P (20 Pa ⁇ s) or less.
  • the epoxy equivalent (g / eq) of the liquid bisphenol F type epoxy resin at normal temperature is preferably 150 or more, more preferably 155 or more, further preferably 160 or more, preferably 300 or less, more preferably 290 or less. More preferably, it is 280 or less.
  • the epoxy equivalent (g / eq) of the bisphenol F type epoxy resin that is solid at normal temperature is preferably 300 or more, more preferably 350 or more, still more preferably 400 or more, preferably 20000 or less, more preferably 18000 or less. More preferably, it is 16000 or less.
  • liquid bisphenol F-type epoxy resins at room temperature examples include jER806, jER807 (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), EPICLON830, EPICLON830-S, EPICLON835 (above, made by DIC).
  • Examples of the bisphenol A type epoxy resin that is solid at room temperature include jER4005P, jER4007P, and jER4010P (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
  • Bisphenol F-type epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the bisphenol type epoxy resin preferably has a weight average molecular weight of 650 or more, more preferably 700 or more. More preferably, it is 750 or more, 10,000 or less is preferable, More preferably, it is 9500 or less, More preferably, it is 9000 or less.
  • the weight average molecular weight may be measured by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard substance.
  • the bisphenol A type epoxy resin and the bisphenol F type epoxy resin are preferably used in combination with a liquid at room temperature (25 ° C.) and a solid at room temperature.
  • a liquid at room temperature 25 ° C.
  • an embodiment using a bisphenol F type epoxy resin that is solid at room temperature is preferable.
  • the epoxy resin composition preferably contains both a bisphenol A type epoxy resin and a bisphenol F type epoxy resin.
  • the mass ratio of the bisphenol A type epoxy resin to the bisphenol F type epoxy resin (bisphenol A type epoxy resin / bisphenol F type epoxy resin) in the epoxy resin composition is preferably 0.3 or more, more preferably It is 0.4 or more, more preferably 0.5 or more, preferably 3.0 or less, more preferably 2.5 or less, and still more preferably 2.0 or less. If the mass ratio is within the above range, the tackiness of the prepreg can be improved while maintaining the strength and toughness of the cured product of the epoxy resin composition.
  • the novolac type epoxy resin is a polyfunctional epoxy resin having more than 2 (preferably 3 or more) epoxy groups in the molecule.
  • the crosslink density of the cured product of the epoxy resin composition can be controlled. It is considered that the interfacial strength between the reinforcing fiber and the epoxy resin is improved by controlling the crosslinking density and setting the elongation of the cured product of the epoxy resin composition within an appropriate range.
  • the novolac type epoxy resin is not particularly limited, and examples thereof include a phenol novolac type epoxy resin and an o-cresol novolak type epoxy resin.
  • the epoxy equivalent (g / eq) of the novolak type epoxy resin is preferably 50 or more, more preferably 75 or more, further preferably 100 or more, preferably 500 or less, more preferably 400 or less, and further preferably 300 or less.
  • the epoxy equivalent of the novolak type epoxy resin is within the above range, a crosslinked structure can be effectively formed.
  • phenol novolac-type epoxy resins include jER (registered trademark) 152, jER154 (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), EPICLON (registered trademark) N-740, EPICLON N-770, EPICLON N-775 (above, DIC) PY307, EPN1179, EPN1180 (above, Huntsman Advanced Materials), YDPN638, YDPN638P (above, Toto Kasei), DEN431, DEN438, DEN439 (above, Dow Chemical) EPR600 (manufactured by Bakelite), EPPN-201 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and the like.
  • a novolac type epoxy resin may be used independently and may use 2 or more types together.
  • the content of the novolak-type epoxy resin in the entire epoxy resin component contained in the epoxy resin composition is preferably 2% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, further preferably 7% by mass or more, and 19% by mass or less. Preferably, 15 mass% or less is more preferable, and 10 mass% or less is further more preferable. If the content of the novolac type epoxy resin is 2% by mass or more, the crosslinking density is increased and the strength of the cured product of the resin composition is further improved. If the content is 19% by mass or less, the elongation of the cured product of the resin composition is increased. Is maintained, the interface strength with the reinforcing fiber is increased, and the strength of the fiber-reinforced epoxy resin material is further improved.
  • the total content of the tetraglycidyl type epoxy resin and the novolac type epoxy resin in the entire epoxy resin component contained in the epoxy resin composition is preferably 4% by mass or more, more preferably 7% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more. More preferably, it is preferably 25% by mass or less, more preferably 23% by mass or less, and further preferably 19% by mass or less. If the total content of the tetraglycidyl type epoxy resin and the novolak type epoxy resin is 4% by mass or more, the crosslinking density is increased and the strength of the cured product of the resin composition is further improved. The elongation of the cured product of the resin composition is maintained, the interfacial strength with the reinforcing fiber is increased, and the strength of the fiber-reinforced epoxy resin material is further improved.
  • the epoxy resin composition may contain only a tetraglycidyl type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin and / or a novolac type epoxy resin as an epoxy resin component, or in addition to these. It is also preferable to contain an epoxy resin having two epoxy groups in the molecule, that is, a bifunctional epoxy resin.
  • the bifunctional epoxy resin include hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, tetrabromobisphenol A type epoxy resin, and bisphenol AD type epoxy. Examples thereof include bisphenol type epoxy resins such as resins.
  • the bisphenol type epoxy resins may be used alone or in admixture of two or more.
  • the content of the bifunctional epoxy resin in the entire epoxy resin component contained in the epoxy resin composition is preferably 75% by mass or more, more preferably 78% by mass or more, still more preferably 81% by mass or more, and 98% by mass or less. Is preferable, 96 mass% or less is more preferable, and 93 mass% or less is further more preferable.
  • the epoxy equivalent (g / eq) of the entire epoxy resin component contained in the epoxy resin composition is preferably 200 or more, more preferably 250 or more, preferably 400 or less, and more preferably 350 or less.
  • the epoxy equivalent of the whole epoxy resin component is less than 200, the epoxy resin component becomes liquid at room temperature, and it may be difficult to produce and mold a prepreg.
  • the epoxy equivalent is greater than 400, the epoxy resin component may become solid at room temperature, making molding difficult.
  • the epoxy resin composition used in the present invention preferably contains a curing agent.
  • the curing agent include dicyandiamide; active hydrogen such as 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, m-phenylenediamine, and m-xylylenediamine.
  • Aromatic amines diethylenetriamine, triethylenetetramine, isophoronediamine, bis (aminomethyl) norbornane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, aliphatic amines having active hydrogen such as dimer acid ester of polyethyleneimine; Modified amines obtained by reacting hydrogen-containing amines with compounds such as epoxy compounds, acrylonitrile, phenol and formaldehyde, thiourea; dimethylaniline, triethylenediamine, dimethylbenzylamine, 2, , 6-tris (dimethylaminomethyl) phenol-free tertiary amines; imidazoles such as 2-methylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole; polyamide resins; hexahydrophthalic anhydride, Carboxylic anhydrides such as tetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, polycar
  • the amount of the dicyandiamide added is preferably 13 g or more, more preferably 15 g or more, still more preferably 17 g or more, preferably 40 g or less, preferably 38 g or less, and more preferably 35 g or less with respect to 1 mol of the epoxy group of the epoxy resin component. preferable. If the addition amount of dicyandiamide is 13 g or more, the curing reaction further proceeds and the strength is further improved, and if it is 40 g or less, the elongation of the cured product of the resin composition is maintained and the interfacial strength with the reinforcing fiber is high. Thus, the strength of the fiber reinforced epoxy resin material is further improved.
  • the curing agent can be combined with an appropriate curing accelerator in order to increase the curing activity.
  • an appropriate curing accelerator a urea derivative in which at least one hydrogen bonded to urea is substituted with a hydrocarbon group is preferable.
  • the hydrocarbon group may be further substituted with, for example, a halogen atom, a nitro group, or an alkoxy group.
  • Examples of the urea derivative include 3-phenyl-1,1-dimethylurea, 3- (parachlorophenyl) -1,1-dimethylurea, 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea, 3- (Orthomethylphenyl) -1,1-dimethylurea, 3- (paramethylphenyl) -1,1-dimethylurea, 3- (methoxyphenyl) -1,1-dimethylurea, 3- (nitrophenyl) Derivatives of monourea compounds such as 1,1-dimethylurea; and N, N-phenylene-bis (N ′, N′-dimethylurea), N, N- (4-methyl-1,3-phenylene) And derivatives of bisurea compounds such as -bis (N ', N'-dimethylurea).
  • a hardening accelerator may be used independently and may use 2 or more types together.
  • Examples of preferred combinations include dicyandiamide, 3-phenyl-1,1-dimethylurea, 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU), 3- (3-chloro-4- Examples include combining urea derivatives such as methylphenyl) -1,1-dimethylurea and 2,4-bis (3,3-dimethylureido) toluene as curing accelerators. Among these, it is more preferable to combine dicyandiamide with 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU) as a curing accelerator.
  • the content ratio of dicyandiamide (DICY) and the urea derivative is preferably 1.0 or more, more preferably 1.2 or more, and more preferably 1.5 or more in terms of mass ratio (DICY / urea derivative). 0 or less is preferable, 2.8 or less is more preferable, and 2.5 or less is more preferable.
  • the mass ratio (DICY / urea derivative) is most preferably 2. If the mass ratio of DICY / urea derivative is within the above range, the curing rate is fast and the cured product has good physical properties.
  • the epoxy resin composition of the present invention may further contain other components such as oligomers, polymer compounds, organic or inorganic particles.
  • a polyester polyurethane having a polyester skeleton and a polyurethane skeleton As an oligomer that can be blended in the epoxy resin composition used in the present invention, a polyester polyurethane having a polyester skeleton and a polyurethane skeleton, a urethane having a polyester skeleton and a polyurethane skeleton, and further having a (meth) acrylate group at the molecular chain terminal (meta) ) Acrylates, indene oligomers and the like.
  • thermoplastic resin As the polymer compound that can be blended in the epoxy resin composition used in the present invention, a thermoplastic resin is suitably used. By blending a thermoplastic resin, the effect of controlling the viscosity of the resin, the handling property of the prepreg sheet, or improving the adhesiveness is preferably increased.
  • thermoplastic resin examples include polyvinyl acetal resins such as polyvinyl formal and polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, thermoplastic resins having an amide bond, polyamide, polyimide, thermoplastic resins having a sulfonyl group, polysulfone, and the like. Can be mentioned. Polyamide, polyimide and polysulfone may have a functional group such as an ether bond and a carbonyl group in the main chain. The polyamide may have a substituent on the nitrogen atom of the amide group.
  • the epoxy resin composition used in the present invention preferably contains polyvinyl formal as a thermoplastic resin. If polyvinyl formal is contained, the toughness and elongation of the cured product are further improved.
  • thermoplastic resin As content of the said thermoplastic resin, 2 mass parts or more are preferable with respect to 100 mass parts of epoxy resin components, 3 mass parts or more are more preferable, 4 mass parts or more are more preferable, 12 mass parts or less are preferable, 8 parts by mass or less is more preferable. If content of a thermoplastic resin is 2 mass parts or more, the elongation of an epoxy resin composition will become good and a tack
  • Rubber particles and thermoplastic resin particles are used as the organic particles that can be blended in the epoxy resin composition used in the present invention. These particles have the effect of improving the toughness of the resin and improving the impact resistance of the fiber-reinforced composite material. Further, as rubber particles, cross-linked rubber particles and core-shell rubber particles obtained by graft polymerization of a different polymer on the surface of the cross-linked rubber particles are preferably used.
  • crosslinked rubber particles examples include XER-91 (produced by Nippon Synthetic Rubber Industry Co., Ltd.) comprising a crosslinked product of carboxyl-modified butadiene-acrylonitrile copolymer, CX-MN series (produced by Nippon Shokubai Co., Ltd.) comprising acrylic rubber fine particles, YR-500 series (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) can be used.
  • XER-91 produced by Nippon Synthetic Rubber Industry Co., Ltd.
  • CX-MN series produced by Nippon Shokubai Co., Ltd.
  • YR-500 series manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.
  • core-shell rubber particles include paraloid EXL-2655 (manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) made of butadiene / alkyl methacrylate / styrene copolymer, staphyloid AC-3355 made of acrylic ester / methacrylic ester copolymer, TR-2122 (manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.), PARALOIDEXL-2611, EXL-3387 (registered trademark, trade name, manufactured by Rohm & Sakai Haas) made of butyl acrylate / methyl methacrylate copolymer can be used. .
  • thermoplastic resin particles polyamide or polyimide particles are preferably used.
  • polyamide particles Toray Co., Ltd., trade name: SP-500, ATOCHEM, Orgasol (registered trademark), etc. can be used.
  • silica, alumina, smectite, synthetic mica and the like can be blended. These inorganic particles are blended in the epoxy resin composition mainly for rheology control, that is, for thickening and thixotropic imparting.
  • the cured product of the epoxy resin composition has a swelling ratio with methyl ethyl ketone of 20% by mass or more, preferably 25% by mass or more, and 44% by mass or less, preferably 38% by mass or less.
  • the swelling rate with the methyl ethyl ketone indicates the degree of crosslinking of the cured product of the epoxy resin composition. If the swelling ratio is less than 20% by mass, the crosslink density is too high, and the elongation of the cured product of the epoxy resin composition decreases. If it exceeds 44% by mass, the crosslink density is too small, and the cured product of the epoxy resin composition Strength decreases.
  • the tensile strength (maximum tensile stress) of the cured product of the epoxy resin composition is preferably 85 MPa or more, more preferably 90 MPa or more, further preferably 95 MPa or more, preferably 500 MPa or less, more preferably 450 MPa or less,
  • the pressure is preferably 400 MPa or less.
  • the breaking elongation (tensile fracture strain) of the cured product of the epoxy resin composition is preferably 12% or more, more preferably 13% or more, still more preferably 14% or more, and preferably 300% or less, more preferably. It is 200% or less, more preferably 100% or less.
  • the tensile elastic modulus (initial elastic modulus) of the cured product of the epoxy resin composition is preferably 2900 MPa or more, more preferably 3100 MPa or more, further preferably 3300 MPa or more, preferably 10,000 MPa or less, more preferably 8000 MPa or less,
  • the pressure is preferably 6000 MPa or less. Methods for measuring the tensile strength, elongation, and tensile modulus will be described later.
  • the resin component of the fiber-reinforced epoxy resin material is preferably composed only of the epoxy resin composition, but a commercially available epoxy resin composition may be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • a commercially available epoxy resin composition is used in combination, the content of the commercially available epoxy resin composition in the resin component of the fiber-reinforced epoxy resin material is preferably 95% by mass or less, and 90% by mass or less. More preferably, it is more preferably 80% by mass or less.
  • examples of the reinforcing fiber used for the fiber-reinforced epoxy resin material include carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, boron fiber, alumina fiber, and silicon carbide fiber. Also, two or more of these fibers can be mixed. Among these, it is preferable to use carbon fiber.
  • the carbon fibers include acrylic, pitch, and rayon carbon fibers, among which acrylic carbon fibers having high tensile strength are preferable.
  • the form of the carbon fiber carbon fiber obtained by twisting and firing the precursor fiber, so-called twisted yarn, untwisted carbon fiber, so-called untwisted yarn, substantially twisted on the precursor fiber
  • Non-twisted yarn that is heat-treated without being subjected to heat treatment can be used.
  • Non-twisted yarn or untwisted yarn is preferable in consideration of the balance between formability and strength characteristics of the fiber-reinforced composite material, and further, non-twisted yarn is preferable from the viewpoint of handleability such as adhesion between prepreg sheets.
  • the carbon fiber in this invention can also contain a graphite fiber.
  • Tensile modulus of the reinforcing fibers is preferably at least 10tf / mm 2 (98GPa), 24tf / mm 2 (235GPa) or more, and is preferably from 70tf / mm 2 (686GPa), 50tf / mm 2 (490GPa) The following is more preferable.
  • the tensile elastic modulus is measured according to JIS R 7601 (1986) “Testing methods for carbon fibers”. When the tensile elastic modulus of the reinforcing fiber is within the above range, a tubular body having high bending strength can be obtained.
  • the content of the reinforcing fiber in the fiber-reinforced epoxy resin material of the present invention is preferably 35% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 65% by mass or more, and particularly preferably 70% by mass or more. 85 mass% or less is preferable, More preferably, it is 84 mass% or less, More preferably, it is 80 mass% or less, Most preferably, it is 75 mass% or less. This is because if the content of the reinforcing fibers is within the above range, a good fiber-reinforced epoxy resin material that can fully utilize the high strength of the resin is obtained.
  • a method for manufacturing the golf club shaft of the present invention a known method is used. For example, a prepreg obtained by impregnating a reinforcing fiber such as carbon fiber with the epoxy resin composition is prepared, cut into the shape of each material constituting a golf club shaft, and after lamination, pressure is applied while heating the laminate. Can be mentioned.
  • the prepreg includes a wet method in which an epoxy resin composition is dissolved in a solvent such as methyl ethyl ketone and methanol to lower the viscosity and impregnated into reinforcing fibers, and a hot melt that lowers the viscosity of the epoxy resin composition by heating and impregnates the reinforcing fibers. It can be manufactured by a method such as a method.
  • the wet method is a method of obtaining a prepreg by evaporating a solvent while evaporating a reinforcing fiber after being immersed in a solution made of an epoxy resin composition and heating using an oven or the like.
  • the hot melt method a method in which a reinforcing fiber is directly impregnated with an epoxy resin composition whose viscosity has been reduced by heating, or a film in which an epoxy resin composition is once coated on a release paper is prepared, and then a reinforcing fiber is prepared.
  • the hot melt method is preferable because the solvent does not substantially remain in the prepreg.
  • Examples of methods for applying pressure while heating the prepreg laminate include a wrapping tape method and an internal pressure molding method.
  • the wrapping tape method is a method of obtaining a molded body by winding a prepreg around a mandrel or the like. Specifically, a prepreg is wound around a mandrel, a wrapping tape made of a thermoplastic resin film is wound around the outside of the prepreg for fixing and applying pressure, and the resin is heated and cured in an oven, and then a cored bar. This is a method of removing the slag to obtain a molded body. The surface of the molded body may be cut and painted.
  • a prepreg is wound around an internal pressure applying body such as a tube made of a thermoplastic resin to form a preform, which is then placed in a mold, and then a high pressure gas is introduced into the internal pressure applying body to increase the pressure. It is a method of molding by heating and mold.
  • Examples of the form of the reinforcing fiber in the prepreg include long fibers aligned in one direction, bi-directional woven fabric, multiaxial woven fabric, non-woven fabric, mat, knit, braided string, and the like.
  • the long fiber means a single fiber or a fiber bundle substantially continuous for 10 mm or more.
  • a so-called unidirectional prepreg using long fibers aligned in one direction has a high fiber strength direction and a high strength utilization rate in the fiber direction because the fibers are less bent.
  • the unidirectional prepreg is formed by appropriately laminating a plurality of prepregs so that the arrangement directions of the reinforcing fibers are different, the elastic modulus and strength in each direction of the molded product can be easily designed.
  • the sheet shape is preferable as the shape of the prepreg.
  • thickness is 0.01 mm or more, More preferably, it is 0.03 mm or more, 1.0 mm or less is preferable, More preferably, it is 0.9 mm or less.
  • the number of laminated prepregs constituting the golf club shaft, the content of reinforcing fibers, the thickness of one prepreg, and the like are preferably changed as appropriate according to desired characteristics.
  • a bias prepreg in which an array of reinforcing fibers is inclined with respect to the axis of the shaft a straight prepreg in which the array of reinforcing fibers is arranged in parallel to the axis of the shaft, and an axis of the shaft
  • a hoop prepreg in which the reinforcing fibers are arranged at right angles is appropriately disposed to give the golf club shaft the necessary rigidity and strength.
  • a golf club shaft can be obtained without using the prepreg as an intermediate base material.
  • a molded body can also be obtained by a filament winding molding method in which rovings of reinforcing fibers are impregnated with an epoxy resin composition and wound around a core metal, and then the resin is heated and cured. The surface of the molded body may be cut and painted.
  • the length of the golf club shaft is preferably 40 inches (101.6 cm) or more, more preferably 41 inches (104.1 cm) or more, preferably 49 inches (124.5 cm) or less, more preferably 48 inches. (121.9 cm) or less.
  • the weight of the tubular body is preferably 30 g or more, more preferably 35 g or more, preferably 80 g or less, more preferably 75 g or less. If the length and weight of the tubular body are within the above ranges, the operability of the golf club using the golf club shaft made of this tubular body will be good.
  • the thickness of the golf club shaft is preferably 0.5 mm or more, more preferably 0.6 mm or more, preferably 4 mm or less, more preferably 3.5 mm or less. If the thickness of the shaft is within the above range, good or bad is obtained. In addition, the thickness of the shaft can be controlled by adjusting the position of the thin portion so as to control the center of gravity of the shaft and the bending position.
  • the golf club shaft of the present invention can be used for a golf club.
  • the golf club includes a golf club shaft, a golf club head provided at one end of the golf club shaft, and a grip provided at the other end of the golf club shaft.
  • Examples of the golf club head include a wood type, a utility type, and an iron type.
  • the material constituting the golf club head is not particularly limited, and examples thereof include titanium, titanium alloy, carbon fiber reinforced plastic, stainless steel, maraging steel, and soft iron.
  • test piece 1BA A specimen for tensile test was molded from the cured resin plate according to JIS K 7162 (1994) test piece 1BA. In addition, a 2 cm ⁇ 2 cm square test piece was cut out and used as a test piece for methyl ethyl ketone swelling test.
  • the epoxy resin was dissolved in MEK so as to have the composition shown in Table 1 to prepare an MEK solution of the epoxy resin (MEK content 30%).
  • a curing agent and a curing accelerator were added to the MEK solution of the obtained epoxy resin and stirred to prepare an epoxy resin composition solution.
  • the epoxy resin composition solution was applied to release paper and dried at 80 to 90 ° C. for 3 minutes to prepare an epoxy resin composition sheet.
  • An epoxy resin composition sheet obtained on a carbon fiber sheet having a fiber basis weight of 100 g / m 2 was impregnated by a hot melt method to prepare a prepreg having a carbon fiber content of 70% by mass. The obtained prepreg was cut and 22 sheets were laminated so that the fiber direction was constant.
  • a fiber reinforced epoxy resin material sheet was obtained by sandwiching between 0.1 mm release sheets and pressing using a 2 mm spacer under conditions of 80 ° C. ⁇ 30 minutes + 130 ° C. ⁇ 2 hours to cure the epoxy resin. .
  • the obtained fiber-reinforced epoxy resin material sheet was cut to have a length: 100 mm in the fiber vertical direction and a width: 15 mm in the fiber direction to prepare a test piece.
  • FIG.1 (a) is explanatory drawing which illustrates typically the tension test method about the test piece 12 which consists of hardened
  • FIG.1 (b) is the side view which looked at the chuck
  • FIG. 1B unevenness for preventing slipping is provided on the inner side of the chuck 10, but it is not shown.
  • the arrow direction is the direction of the tensile test.
  • Three-point bending test As shown in FIG. 3, the tubular body 18 is supported at two points from below so that the distance between the fulcrums 20 and 20 is 300 mm. A load F (peak value) when the tubular body was broken was measured by applying a load F from above. The midpoint 22 where the load F is applied to the tubular body 18 is located at the center of the tubular body. The measurement was performed under the following conditions. Test apparatus: Shimadzu autograph load speed: 20 mm / min
  • the epoxy resin was dissolved in methyl ethyl ketone so as to have the composition shown in Table 1 to prepare a MEK solution of the epoxy resin (MEK content: 30% by mass).
  • a curing agent and a curing accelerator were added to the MEK solution of the obtained epoxy resin and stirred to prepare an epoxy resin composition solution.
  • the epoxy resin composition solution was applied to release paper and dried at 80 ° C. to 90 ° C. for 3 minutes to prepare an epoxy resin composition sheet.
  • An epoxy resin composition sheet obtained on a carbon fiber sheet having a fiber basis weight of 100 g / m 2 was impregnated by a hot melt method to prepare a prepreg having a carbon fiber content of 70% by mass.
  • a tubular body made of a fiber reinforced epoxy resin material was produced by a sheet winding method. That is, as shown in FIG. 4, prepregs 1 to 8 were wound around a mandrel in order.
  • the prepreg 1 constitutes the innermost layer
  • the prepreg 8 constitutes the outermost layer.
  • the prepregs 1, 4, 5, 7, and 8 are straight prepregs in which the reinforcing fibers are arranged in parallel with the axis of the tubular body.
  • the prepregs 2 and 3 are bias prepregs in which the arrangement direction of the reinforcing fibers is inclined with respect to the axis of the tubular body.
  • the prepreg 6 is a hoop prepreg in which the reinforcing fibers are arranged in a direction perpendicular to the axis of the tubular body. As shown in FIG. 5, the prepreg 2 and the prepreg 3, and the prepreg 5 and the prepreg 6 were bonded together so that the inclination directions of the reinforcing fibers intersected.
  • a commercially available prepreg (Toray Co., Ltd., TORAYCA prepreg P805S-3) was used as the prepreg 6, a commercially available prepreg (Toray Co., Ltd., TORAYCA prepreg P805S-3) was used. A tape was wound around the outer peripheral surface of the obtained wound body and heated to perform a curing reaction. The winding conditions and curing conditions are shown below. In FIGS. 4 and 5, the dimensions are displayed in mm.
  • Winding conditions Rolling speed: 34Hz Tape: PT-30H manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., tension 6000 ⁇ 100 gf Pitch: 2.0mm Spindle speed: 1870-1890Hz Curing conditions: (1) Temperature rise from room temperature to 80 ° C in 30 minutes (2) Hold at 80 ° C ⁇ 5 ° C for 30 minutes ⁇ 5 minutes (3) Temperature rise from 80 ° C to 130 ° C in 30 minutes (4) 130 ° C ⁇ 5 ° C Hold for 120 minutes ⁇ 5 minutes.
  • Table 1 shows the evaluation results of the epoxy resin composition and the fiber reinforced epoxy resin material.
  • the raw materials used in Table 1 are as follows.
  • Bisphenol A type epoxy resin (epoxy equivalent: 190 g / eq): manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, jER828EL (weight average molecular weight: 400, viscosity (25 ° C.): 12 Pa ⁇ s to 15 Pa ⁇ s)
  • Bisphenol F type epoxy resin (epoxy equivalent: 165 g / eq): manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, jER807 (weight average molecular weight: 350, viscosity (25 ° C.): 3 Pa ⁇ s to 4.5 Pa ⁇ s)
  • Bisphenol F type epoxy resin (epoxy equivalent: 1070 g / eq): manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, jER4005P (weight average molecular weight: 7200, solid at 25 ° C.)
  • Phenol novolac type epoxy resin (epoxy equivalent: 180 g / eq): manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, jER154 (number
  • the epoxy resin composition constituting the fiber reinforced epoxy resin material is at least one selected from the group consisting of bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin and novolac type epoxy resin as an epoxy resin component;
  • a tubular body made of a fiber-reinforced epoxy resin material containing a tetraglycidyl type epoxy resin, and a cured product of the epoxy resin composition having a swelling ratio of 20% by mass to 44% by mass with methyl ethyl ketone, has a three-point bending strength, It can be seen that the 90 degree bending strength in the fiber direction is high. Therefore, it is expected that the golf club shaft made of these tubular bodies is excellent in strength.
  • Prepreg 10: Chuck, 12: Test piece made of cured epoxy resin composition, 17: Fiber reinforced epoxy resin material, 18: Tubular body, 20: Support point, 21: Indenter, 22: Between the support points Midpoint

Abstract

 強度に優れたゴルフクラブシャフトを提供する。 ゴルフクラブシャフトは、エポキシ樹脂組成物の硬化物と強化繊維とを含有する繊維強化エポキシ樹脂材料からなり、前記エポキシ樹脂組成物が、エポキシ樹脂成分として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂およびノボラック型エポキシ樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種と、テトラグリシジル型エポキシ樹脂とを含有し、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物は、メチルエチルケトンでの膨潤率が20質量%~44質量%であることを特徴とする。

Description

ゴルフクラブシャフト
 本発明は、ゴルフクラブシャフトに関し、より詳細には、ゴルフクラブシャフトの強度の改良に関する。
 従来、ゴルフクラブシャフトには、繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体が使用されている。繊維強化エポキシ樹脂に使用される樹脂組成物として、例えば、特許文献1には、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A)と、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(B)と、酸無水物硬化剤(C)と、を含み、前記グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A)と前記ビスフェノールF型エポキシ樹脂(B)との質量比が、90:10~30:70の範囲であると共に、前記酸無水物硬化剤(C)の含有量は、前記グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A)と前記ビスフェノールF型エポキシ樹脂(B)とに含まれるエポキシ基に対する前記酸無水物硬化剤(C)に含まれる酸無水物の理論配合比率が0.8当量以上1.3当量以下である樹脂組成物が記載されている。
 特許文献2には、(A)イソシアネート変性エポキシ樹脂 15~50質量%、(B)ビスフェノールA型エポキシ樹脂および/またはビスフェノールF型エポキシ樹脂 20~60質量%、(C)多官能エポキシ樹脂 15~30質量%、のエポキシ樹脂を含んでなり、(D)ポリアミン系エポキシ樹脂硬化剤を、その活性水素当量数が全エポキシ樹脂のエポキシ当量数に対して1.15倍~1.50倍となるように添加されたエポキシ樹脂組成物が記載されている。
特開2013-1767号公報 特開2011-231187号公報
 ゴルフクラブの高性能化、高品位化に伴って、前記したエポキシ樹脂組成物を用いた繊維強化複合材料からなる管状体では、強度が十分ではなくなってきている。特に近年では、シャフトの重心位置、しなりの大きさなどを制御するために、シャフトに薄肉部分を設けるため、ゴルフクラブシャフトにはより高い強度が求められている。
 従来、繊維強化複合材料に使用される樹脂成分は、耐熱性の観点から高架橋密度を有するものが多く、樹脂成分の靱性が不十分であった。そのため、繊維強化複合材料において、強化繊維と樹脂成分との界面強度が不十分であった。しかし、単に樹脂成分の架橋密度を低くして靱性を高めた場合、強化繊維と樹脂成分との界面強度が向上するものの、樹脂成分の弾性率が低下し、繊維強化複合材料の圧縮強度が低下してしまう。
 ゴルフクラブシャフトには、打撃時に曲げやねじりのように様々な力が作用する。そのため、強化繊維と樹脂成分との界面強度を向上させても、繊維強化複合材料の圧縮強度が低いと、ゴルフクラブシャフトの強度は向上しない。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、強度に優れたゴルフクラブシャフトを提供すること目的とする。
 本発明のゴルフクラブシャフトは、エポキシ樹脂組成物の硬化物と強化繊維とを含有する繊維強化エポキシ樹脂材料からなるゴルフクラブシャフトであって、前記エポキシ樹脂組成物が、エポキシ樹脂成分として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂およびノボラック型エポキシ樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種と、テトラグリシジル型エポキシ樹脂とを含有し、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物は、メチルエチルケトンでの膨潤率が20質量%~44質量%であることを特徴とする。
 エポキシ樹脂成分として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂またはノボラック型エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物に、テトラグリシジル型エポキシ樹脂を配合することにより、樹脂成分を高靱性化すると同時に、高強度化、高弾性率化を図ることができる。また、前記メチルエチルケトンでの膨潤率は、エポキシ樹脂組成物の架橋密度を指標するものである。メチルエチルケトンでの膨潤率が前記範囲に入るエポキシ樹脂組成物の硬化物は、適度な伸度を有し、強化繊維に対する接着性に優れる。これらの結果、強化繊維とマトリックス樹脂の界面強度が向上し、強化繊維による複合化の効果が大きくなり、かつ、樹脂成分の強度および弾性率が高くなり、得られるゴルフクラブシャフトの機械的強度が一段と向上する。
 前記テトラグリシジル型エポキシ樹脂は、グリシジルアミン型エポキシ樹脂が好ましく、より好ましくはテトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジルジアミノジフェニルエーテルおよびテトラグリシジルジアミノジフェニルスルホンよりなる群から選択される少なくとも1種である。前記エポキシ樹脂成分中のテトラグリシジル型エポキシ樹脂の含有率は、1質量%~25質量%が好ましい。前記エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂成分100質量部に対して、さらに、ポリビニルホルマールを2質量部~12質量部含有することが好ましい。前記エポキシ樹脂組成物は、硬化剤として、ジシアンジアミドを含有し、硬化促進剤として、尿素誘導体を含有することが好ましい。前記エポキシ樹脂組成物のエポキシ当量は、200g/eq~400g/eqが好ましい。
 前記強化繊維は、炭素繊維であることが好ましい。前記強化繊維の引張弾性率は、10tf/mm~70tf/mmであることが好ましい。
 本発明のゴルフクラブシャフトは、強度に優れる。
引張試験の態様を説明する説明図である。 繊維方向90度曲げ試験の態様を説明する説明図である。 曲げ試験の態様を説明する説明図である。 繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体を構成する繊維強化プリプレグの積層態様を示す図である。 プリプレグの貼合わせ態様を説明する説明図である。
 本発明のゴルフクラブシャフトは、エポキシ樹脂組成物の硬化物と強化繊維とを含有する繊維強化エポキシ樹脂材料からなるゴルフクラブシャフトである。前記エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂成分として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂およびノボラック型エポキシ樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種と、テトラグリシジル型エポキシ樹脂とを含有し、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物は、メチルエチルケトンでの膨潤率が20質量%~44質量%であることを特徴とする。
 本発明で使用するエポキシ樹脂組成物について説明する。前記エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂成分として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂およびノボラック型エポキシ樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種と、テトラグリシジル型エポキシ樹脂とを含有する。エポキシ樹脂成分として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂またはノボラック型エポキシ樹脂に加えてテトラグリシジル型エポキシ樹脂を配合することにより、樹脂成分の引張強度、引張弾性率を維持しつつ、樹脂成分の靱性を高めることができる。これにより、強化繊維と樹脂成分との界面強度を高めることができ、得られるゴルフクラブシャフトの強度を高めることができる。
 前記テトラグリシジル型エポキシ樹脂は、分子内にグリシジル基を4個有する。前記テトラグリシジル型エポキシ樹脂としては、式(1)で表されるグリシジルアミン型エポキシ樹脂が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
[式(1)中、Rは、2価の基を表す。]
 前記2価の基は、特に限定されない。前記2価の基は、炭化水素基でもよいし、主鎖にスルホニル基、エーテル基を有する基でもよい。前記2価の基は、アリーレン基を有することが好ましい。前記2価の基としては、例えば、フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、ビフェニルジイル基、ジフェニルメタンジイル基、ジフェニルエーテルジイル基、ジフェニルスルホンジイル基、ナフチレン基、アントラセンジイル基、フルオレンジイル基、シクロヘキサンジイル基、デカリンジイル基などが挙げられる。
 式(1)で表される化合物としては、式(2)~(4)で表される化合物、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシリレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジクリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(N,N-ジクリシジルアミノメチル)フェニレンなどが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
[式(2)中、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基を表す。m1は、0~4の整数を表す。n1は、0~4の整数を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[式(3)中、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基を表す。m2は、0~4の整数を表す。n2は、0~4の整数を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
[式(4)中、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基を表す。m3は、0~4の整数を表す。n3は、0~4の整数を表す。]
 式(2)で表される化合物としては、例えば、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-5-メチルジフェニルメタン、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-2’-メチルジフェニルメタン、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルジフェニルメタン、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-2,3’-ジメチルジフェニルメタン、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジフェニルメタン、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-3,3’,5,5’-テトラエチルジフェニルメタン、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-3,3’,5,5’-テトラブロモジフェニルメタン、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-5-メチルジフェニルメタン、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-2’-メチルジフェニルメタン、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-3’-メチルジフェニルメタン、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルジフェニルメタン、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-5,2’-ジメチルジフェニルメタン、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-5,3’-ジメチルジフェニルメタン、テトラグリシジル-3,3’-ジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジル-3,3’-ジアミノ-5-メチルジフェニルメタン、テトラグリシジル-3,3’-ジアミノ-5,5’-ジメチルジフェニルメタンなどが挙げられる。
 式(3)で表される化合物としては、例えば、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-5-メチルジフェニルエーテル、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-2’-メチルジフェニルエーテル、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルジフェニルエーテル、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-2,3’-ジメチルジフェニルエーテル、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジフェニルエーテル、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-3,3’,5,5’-テトラエチルジフェニルエーテル、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-3,3’,5,5’-テトラブロモジフェニルエーテル、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-5-メチルジフェニルエーテル、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-2’-メチルジフェニルエーテル、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-3’-メチルジフェニルエーテル、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルジフェニルエーテル、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-5,2’-ジメチルジフェニルエーテル、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-5,3’-ジメチルジフェニルエーテル、テトラグリシジル-3,3’-ジアミノジフェニルエーテル、テトラグリシジル-3,3’-ジアミノ-5-メチルジフェニルエーテル、テトラグリシジル-3,3’-ジアミノ-5,5’-ジメチルジフェニルエーテルなどが挙げられる。
 式(4)で表される化合物としては、例えば、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-5-メチルジフェニルスルホン、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-2’-メチルジフェニルスルホン、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルジフェニルスルホン、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-2,3’-ジメチルジフェニルスルホン、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジフェニルスルホン、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-3,3’,5,5’-テトラエチルジフェニルスルホン、テトラグリシジル-4,4’-ジアミノ-3,3’,5,5’-テトラブロモジフェニルスルホン、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノジフェニルスルホン、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-5-メチルジフェニルスルホン、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-2’-メチルジフェニルスルホン、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-3’-メチルジフェニルスルホン、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルジフェニルスルホン、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-5,2’-ジメチルジフェニルスルホン、テトラグリシジル-3,4’-ジアミノ-5,3’-ジメチルジフェニルスルホン、テトラグリシジル-3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、テトラグリシジル-3,3’-ジアミノ-5-メチルジフェニルスルホン、テトラグリシジル-3,3’-ジアミノ-5,5’-ジメチルジフェニルスルホンなどが挙げられる。
 前記テトラグリシジル型エポキシ樹脂は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。前記テトラグリシジル型エポキシ樹脂としては、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジルジアミノジフェニルエーテル、テトラグリシジルジアミノジフェニルスルホンが好ましい。
 前記テトラグリシジル型エポキシ樹脂のエポキシ当量(g/eq)は、105以上が好ましく、より好ましくは110以上、さらに好ましくは115以上であり、170以下が好ましく、より好ましく160以下、さらに好ましくは150以下である。
 前記テトラグリシジル型エポキシ樹脂としては、例えば、jER(登録商標)604(三菱化学社製)、スミエポキシ(登録商標)ELM434(住友化学工業社製)、アラルダイド(登録商標)MY720、MY721(ハンツマン・アドバンズド・マテリアルズ社製)が挙げられる。
 エポキシ樹脂組成物が含有するエポキシ樹脂成分全体に占めるテトラグリシジル型エポキシ樹脂の含有率は、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、9質量%以上がさらに好ましく、25質量%以下が好ましく、22質量%以下がより好ましく、19質量%以下がさらに好ましい。テトラグリシジル型エポキシ樹脂の含有率が1質量%以上であれば、架橋密度が高められ、繊維強化エポキシ樹脂材料のマトリックス樹脂が良好な弾性率となり、25質量%以下であれば、架橋密度が高くなりすぎず、繊維強化エポキシ樹脂材料のマトリックス樹脂が良好な伸度となる。
 前記ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、常温(25℃)で液体状のものでも固体状のものでも使用できる。ビスフェノールA型エポキシ樹脂は、分子内に2個のエポキシ基を有する。
 前記常温で液体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂の粘度(25℃)は、60P(6Pa・s)以上が好ましく、より好ましくは75P(7.5Pa・s)以上、さらに好ましくは90P(9Pa・s)以上であり、300P(30Pa・s)以下が好ましく、より好ましくは250P(25Pa・s)以下、さらに好ましくは200P(20Pa・s)以下である。エポキシ樹脂の粘度は、粘弾性測定器(アントンパール社製、「MCR301」、印加トルク6mN・m)により、測定できる。前記常温で液体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂のエポキシ当量(g/eq)は、170以上が好ましく、より好ましくは175以上、さらに好ましくは180以上であり、300以下が好ましく、より好ましくは290以下、さらに好ましくは280以下である。
 前記常温で固体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂のエポキシ当量(g/eq)は、300以上が好ましく、より好ましくは350以上、さらに好ましくは400以上であり、20000以下が好ましく、より好ましくは18000以下、さらに好ましくは16000以下である。
 常温で液体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、例えば、jER(登録商標)827、jER828、jER828EL、jER828XA、jER834(以上、三菱化学社製)、エポトート(登録商標)YD-115、エポトートYD-115G、エポトートYD-115CA、エポトートYD-118T、エポトートYD-127、エポトートYD-128、エポトートYD-128G、エポトートYD-128S(以上、東都化成社製)、EPICLON(登録商標)840、EPICLON840-S、EPICLON850、EPICLON850-S(以上、DIC社製)が挙げられる。
 常温で固体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、例えば、jER1001、jER1002、jER1003、jER1003F、jER1004、jER1004FS、jER1004F、jER1004AF、jER1055、jER1005F、jER1006FS、jER1007、jER1007FS、jER1008、jER1009(以上、三菱化学社製)、エポトートYD-011、エポトートYD-012、エポトートYD-013、エポトートYD-014、エポトートYD-017、エポトートYD-019、エポトートYD-020N、エポトートYD-020H(以上、東都化成社製)、EPICLON1050、EPICLON3050、EPICLON4050、EPICLON7050(以上、DIC社製)が挙げられる。ビスフェノールA型エポキシ樹脂は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記ビスフェノールF型エポキシ樹脂としては、常温(25℃)で液体状のものでも固体状のものでも使用できる。ビスフェノールF型エポキシ樹脂は、分子内に2個のエポキシ基を有する。
 前記常温で液体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂の粘度(25℃)は、9P(0.9Pa・s)以上が好ましく、より好ましくは12P(1.2Pa・s)以上、さらに好ましくは15P(1.5Pa・s)以上であり、300P(30Pa・s)以下が好ましく、より好ましくは250P(25Pa・s)以下、さらに好ましくは200P(20Pa・s)以下である。前記常温で液体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂のエポキシ当量(g/eq)は、150以上が好ましく、より好ましくは155以上、さらに好ましくは160以上であり、300以下が好ましく、より好ましくは290以下、さらに好ましくは280以下である。
 前記常温で固体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂のエポキシ当量(g/eq)は、300以上が好ましく、より好ましくは350以上、さらに好ましくは400以上であり、20000以下が好ましく、より好ましくは18000以下、さらに好ましくは16000以下である。
 常温で液体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂としては、例えば、jER806、jER807(以上、三菱化学社製)、EPICLON830、EPICLON830-S、EPICLON835(以上、DIC社製)が挙げられる。常温で固体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、例えば、jER4005P、jER4007P、jER4010P(以上、三菱化学社製)が挙げられる。ビスフェノールF型エポキシ樹脂は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記ビスフェノールA型エポキシ樹脂またはビスフェノールF型エポキシ樹脂として、常温(25℃)で固体状であるものを使用する場合、そのビスフェノール型エポキシ樹脂の重量平均分子量は650以上が好ましく、より好ましくは700以上、さらに好ましくは750以上であり、10000以下が好ましく、より好ましくは9500以下、さらに好ましくは9000以下である。前記重量平均分子量が前記範囲内であれば、有効に架橋構造を形成することができる。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定すればよい。
 前記ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂は、常温(25℃)で液体状のものと、常温で固体状のものとを併用することが好ましい。このような態様としては、例えば、常温で液体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂と常温で固体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂とを用いる態様;常温で固体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂と常温で液体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂とを用いる態様;常温で液体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂と常温で固体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂とを用いる態様;常温で固体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂と常温で液体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂とを用いる態様;が挙げられる。これらの中でも、常温で固体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂を用いる態様が好ましい。
 前記エポキシ樹脂組成物は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の両方を含有することも好ましい。この場合、前記エポキシ樹脂組成物中の前記ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の質量比(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)は、0.3以上が好ましく、より好ましくは0.4以上、さらに好ましくは0.5以上であり、3.0以下が好ましく、より好ましくは2.5以下、さらに好ましくは2.0以下である。前記質量比が上記範囲内であれば、エポキシ樹脂組成物の硬化物の強度、靱性を維持しつつプリプレグのタック性を向上できる。
 前記ノボラック型エポキシ樹脂は、分子内に2個超(好ましくは3個以上)のエポキシ基を有する多官能エポキシ樹脂である。ノボラック型エポキシ樹脂を含有することにより、エポキシ樹脂組成物の硬化物の架橋密度を制御することができる。架橋密度を制御して、エポキシ樹脂組成物の硬化物の伸度を適度な範囲とすることにより、強化繊維とエポキシ樹脂との界面強度が向上すると考えられる。前記ノボラック型エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などを挙げることができる。
 前記ノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ当量(g/eq)は、50以上が好ましく、75以上がより好ましく、100以上がさらに好ましく、500以下が好ましく、400以下がより好ましく、300以下がさらに好ましい。ノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ当量が前記範囲内であれば、有効に架橋構造を形成することができる。
 フェノールノボラック型エポキシ樹脂の市販品としては、jER(登録商標)152、jER154(以上、三菱化学社製)、EPICLON(登録商標)N-740、EPICLON N-770、EPICLON N-775(以上、DIC(株)製)、PY307、EPN1179、EPN1180(以上、ハンツマン・アドバンスト・マテリアル社製)、YDPN638、YDPN638P(以上、東都化成(株)製)、DEN431、DEN438、DEN439(以上、ダウケミカル社製)、EPR600(Bakelite社製)、EPPN-201(日本化薬(株)製)などが挙げられる。ノボラック型エポキシ樹脂は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 エポキシ樹脂組成物が含有するエポキシ樹脂成分全体に占めるノボラック型エポキシ樹脂の含有率は、2質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、7質量%以上がさらに好ましく、19質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。ノボラック型エポキシ樹脂の含有率が2質量%以上であれば、架橋密度が高められ樹脂組成物の硬化物の強度が一層向上し、19質量%以下であれば、樹脂組成物の硬化物の伸びが維持され、強化繊維との界面強度が高くなり、繊維強化エポキシ樹脂材料の強度が一層向上する。
 エポキシ樹脂組成物が含有するエポキシ樹脂成分全体に占めるテトラグリシジル型エポキシ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂との合計含有率は、4質量%以上が好ましく、7質量%以上がより好ましく、10質量%以上がさらに好ましく、25質量%以下が好ましく、23質量%以下がより好ましく、19質量%以下がさらに好ましい。テトラグリシジル型エポキシ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂との合計含有率が4質量%以上であれば、架橋密度が高められ樹脂組成物の硬化物の強度が一層向上し、25質量%以下であれば、樹脂組成物の硬化物の伸びが維持され、強化繊維との界面強度が高くなり、繊維強化エポキシ樹脂材料の強度が一層向上する。
 前記エポキシ樹脂組成物の態様としては、テトラグリシジル型エポキシ樹脂とビスフェノールA型エポキシ樹脂とを含む態様;テトラグリシジル型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂とを含む態様;テトラグリシジル型エポキシ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂とを含む態様;テトラグリシジル型エポキシ樹脂とビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂とを含む態様;テトラグリシジル型エポキシ樹脂とビスフェノールA型エポキシ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂とを含む態様;テトラグリシジル型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂とを含む態様;テトラグリシジル型エポキシ樹脂とビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂とを含む態様;が挙げられる。
 前記エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂成分として、テトラグリシジル型エポキシ樹脂と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂および/またはノボラック型エポキシ樹脂とのみを含有してもよいし、これらの他に分子内に2個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、すなわち2官能のエポキシ樹脂を含有することも好ましい。前記2官能のエポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の水素添加物、ビスフェノールF型エポキシ樹脂の水素添加物、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂が挙げられる。前記ビスフェノール型エポキシ樹脂は、単独であるいは2種以上を混合して使用してもよい。
 エポキシ樹脂組成物が含有するエポキシ樹脂成分全体に占める2官能のエポキシ樹脂の含有率は、75質量%以上が好ましく、78質量%以上がより好ましく、81質量%以上がさらに好ましく、98質量%以下が好ましく、96質量%以下がより好ましく、93質量%以下がさらに好ましい。
 前記エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂成分全体のエポキシ当量(g/eq)は、200以上が好ましく、250以上がより好ましく、400以下が好ましく、350以下がより好ましい。エポキシ樹脂成分全体のエポキシ当量が、200未満の場合、エポキシ樹脂成分が常温で液状になってしまい、プリプレグの作製や成型が困難になる場合がある。また、エポキシ当量が400より大きくなると、エポキシ樹脂成分が常温で固体になり成型が困難になる場合がある。
 本発明で使用するエポキシ樹脂組成物は、硬化剤を含有することが好ましい。前記硬化剤としては、ジシアンジアミド;4,4’-ジアミノジフェニルメタン、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、m-フェニレンジアミン、m-キシリレンジアミンのような活性水素を有する芳香族アミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、イソホロンジアミン、ビス(アミノメチル)ノルボルナン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ポリエチレンイミンのダイマー酸エステルのような活性水素を有する脂肪族アミン;これらの活性水素を有するアミンにエポキシ化合物、アクリロニトリル、フェノールとホルムアルデヒド、チオ尿素などの化合物を反応させて得られる変性アミン;ジメチルアニリン、トリエチレンジアミン、ジメチルベンジルアミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールのような活性水素を持たない第三アミン;2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾールなどのイミダゾール類;ポリアミド樹脂;ヘキサヒドロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物のようなカルボン酸無水物;アジピン酸ヒドラジドやナフタレンジカルボン酸ヒドラジドのようなポリカルボン酸ヒドラジド;ノボラック樹脂などのポリフェノール化合物;チオグリコール酸とポリオールのエステルのようなポリメルカプタン;および、三フッ化ホウ素エチルアミン錯体のようなルイス酸錯体などを用いることができる。硬化剤は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、硬化剤としてジシアンジアミドを使用することが好ましい。
 前記ジシアンジアミドの添加量は、エポキシ樹脂成分のエポキシ基1モルに対して、13g以上が好ましく、15g以上がより好ましく、17g以上がさらに好ましく、40g以下が好ましく、38g以下が好ましく、35g以下がさらに好ましい。ジシアンジアミドの添加量が13g以上であれば、硬化反応がより進行し、強度が一層向上し、40g以下であれば、樹脂組成物の硬化物の伸びが維持され、強化繊維との界面強度が高くなり、繊維強化エポキシ樹脂材料の強度が一層向上する。
 前記硬化剤には、硬化活性を高めるために適当な硬化促進剤を組合せることができる。硬化促進剤としては、尿素に結合する水素の少なくとも1つが、炭化水素基で置換された尿素誘導体が好ましい。前記炭化水素基は、例えば、さらに、ハロゲン原子、ニトロ基、アルコキシ基などで置換されていてもよい。前記尿素誘導体としては、例えば、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3-(パラクロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(オルソメチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(パラメチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(メトキシフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(ニトロフェニル)-1,1-ジメチル尿素等のモノ尿素化合物の誘導体;および、N,N-フェニレン-ビス(N’,N’-ジメチルウレア)、N,N-(4-メチル-1,3-フェニレン)-ビス(N’,N’-ジメチルウレア)などのビス尿素化合物の誘導体を挙げることができる。硬化促進剤は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 好ましい組合せの例としては、ジシアンジアミドに、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素(DCMU)、3-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、2,4-ビス(3,3-ジメチルウレイド)トルエンのような尿素誘導体を硬化促進剤として組合せる例が挙げられる。これらの中でも、ジシアンジアミドに、3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素(DCMU)を硬化促進剤として組み合わせることがより好ましい。
 本発明では特に、硬化剤としてジシアンジアミド(DICY)を、硬化促進剤として尿素誘導体を使用することが好ましい。この場合、ジシアンジアミド(DICY)と尿素誘導体の含比率は、質量比(DICY/尿素誘導体)で、1.0以上が好ましく、1.2以上がより好ましく、1.5以上がより好ましく、3.0以下が好ましく、2.8以下がより好ましく、2.5以下がさらに好ましい。また、前記質量比(DICY/尿素誘導体)は、2が最も好ましい。DICY/尿素誘導体の質量比が前記範囲内であれば、硬化速度が速く、硬化物が、良好な物性を有する。
 本発明のエポキシ樹脂組成物は、さらに、オリゴマー、高分子化合物、有機または無機の粒子などの他成分を含んでもよい。
 本発明で使用するエポキシ樹脂組成物に配合できるオリゴマーとしては、ポリエステル骨格およびポリウレタン骨格を有するポリエステルポリウレタン、ポリエステル骨格およびポリウレタン骨格を有し、さらに分子鎖末端に(メタ)アクリレート基を有するウレタン(メタ)アクリレート、インデン系オリゴマーなどが挙げられる。
 本発明で使用するエポキシ樹脂組成物に配合できる高分子化合物としては、熱可塑性樹脂が好適に用いられる。熱可塑性樹脂を配合することにより、樹脂の粘度制御やプリプレグシートの取扱い性制御、あるいは接着性改善の効果が増進するので好ましい。
 前記熱可塑性樹脂の例としては、ポリビニルホルマールやポリビニルブチラールなどのポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルアルコール、アミド結合を有する熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、スルホニル基を有する熱可塑性樹脂としては、ポリスルホンなどが挙げられる。ポリアミド、ポリイミド及びポリスルホンは主鎖にエーテル結合、カルボニル基などの官能基を有してもよい。ポリアミドは、アミド基の窒素原子上に置換基を有してもよい。本発明で使用するエポキシ樹脂組成物は、熱可塑性樹脂として、ポリビニルホルマールを含有することが好ましい。ポリビニルホルマールを含有すれば、硬化物の靱性、伸度がより向上する。
 前記熱可塑性樹脂の含有量としては、エポキシ樹脂成分100質量部に対して、2質量部以上が好ましく、3質量部以上がより好ましく、4質量部以上がさらに好ましく、12質量部以下が好ましく、8質量部以下がより好ましい。熱可塑性樹脂の含有量が2質量部以上であれば、エポキシ樹脂組成物の伸びがよくなり、タックを付与できる。一方、熱可塑性樹脂の含有量が12質量部超になると、エポキシ樹脂組成物が常温で固化してしまうおそれがある。そのため、強化繊維への含浸性が低下し、プリプレグ作製時にボイドを引き起こす場合がある。
 本発明で使用するエポキシ樹脂組成物に配合し得る有機粒子としては、ゴム粒子及び熱可塑性樹脂粒子が用いられる。これらの粒子は樹脂の靭性向上、繊維強化複合材料の耐衝撃性向上の効果を有する。さらに、ゴム粒子としては、架橋ゴム粒子、及び架橋ゴム粒子の表面に異種ポリマーをグラフト重合したコアシェルゴム粒子が好ましく用いられる。
 市販の架橋ゴム粒子としては、カルボキシル変性のブタジエン-アクリロニトリル共重合体の架橋物からなるXER-91(日本合成ゴム工業社製)、アクリルゴム微粒子からなるCX-MNシリーズ(日本触媒社製)、YR-500シリーズ(東都化成社製)等を使用することができる。市販のコアシェルゴム粒子としては、ブタジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合体からなるパラロイドEXL-2655(呉羽化学工業社製)、アクリル酸エステル・メタクリル酸エステル共重合体からなるスタフィロイドAC-3355、TR-2122(武田薬品工業社製)、アクリル酸ブチル・メタクリル酸メチル共重合体からなるPARALOIDEXL-2611、EXL-3387(登録商標、商品名、Rohm & Haas社製)等を使用することができる。
 また、熱可塑性樹脂粒子としては、ポリアミドあるいはポリイミドの粒子が好ましく用いられる。市販のポリアミド粒子としては、東レ社製、商品名:SP-500、ATOCHEM社製、オルガソール(登録商標)等を使用することができる。
 前記エポキシ樹脂組成物に配合し得る無機粒子としては、シリカ、アルミナ、スメクタイト、合成マイカ等を配合することができる。これらの無機粒子は、主としてレオロジー制御、即ち増粘や揺変性付与のために、エポキシ樹脂組成物に配合される。
 本発明において、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物は、メチルエチルケトンでの膨潤率は、20質量%以上、好ましくは25質量%以上であり、44質量%以下、好ましくは38質量%以下である。前記メチルエチルケトンでの膨潤率は、エポキシ樹脂組成物の硬化物の架橋度を指標するものである。前記膨潤率が20質量%未満では、架橋密度が高すぎて、エポキシ樹脂組成物の硬化物の伸びが低下し、44質量%を超えると架橋密度が小さすぎ、エポキシ樹脂組成物の硬化物の強度が低下する。
 前記エポキシ樹脂組成物の硬化物の引張強さ(最大引張応力)は、85MPa以上が好ましく、より好ましくは90MPa以上、さらに好ましくは95MPa以上であり、500MPa以下が好ましく、より好ましくは450MPa以下、さらに好ましいは400MPa以下である。
 前記エポキシ樹脂組成物の硬化物の破断伸度(引張破壊ひずみ)は、12%以上が好ましく、より好ましくは13%以上、さらに好ましくは14%以上であり、300%以下が好ましく、より好ましくは200%以下、さらに好ましくは100%以下である。
 前記エポキシ樹脂組成物の硬化物の引張弾性率(初期弾性率)は、2900MPa以上が好ましく、より好ましくは3100MPa以上、さらに好ましくは3300MPa以上であり、10000MPa以下が好ましく、より好ましくは8000MPa以下、さらに好ましいは6000MPa以下である。引張強度、伸度および引張弾性率の測定方法は、後述する。
 前記繊維強化エポキシ樹脂材料の樹脂成分は、前記エポキシ樹脂組成物のみによって構成されることが好ましいが、本発明の効果を損なわない範囲で、市販のエポキシ樹脂組成物を併用してもよい。市販のエポキシ樹脂組成物を併用する場合、繊維強化エポキシ樹脂材料の樹脂成分中の市販のエポキシ樹脂組成物の含有率は、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましく、80質量%以下であることがさらに好ましい。
 本発明において、繊維強化エポキシ樹脂材料に使用する強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維などを挙げることができる。また、これらの繊維を2種以上混在させることもできる。これらのなかでも炭素繊維を使用することが好ましい。
 前記炭素繊維としては、アクリル系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維が挙げられるが、中でも、引張強度の高いアクリル系の炭素繊維が好ましい。炭素繊維の形態としては、前駆体繊維に撚りをかけて焼成して得られる炭素繊維、いわゆる有撚糸、その有撚糸の撚りを解いた炭素繊維、いわゆる解撚糸、前駆体繊維に実質的に撚りをかけずに熱処理を行う無撚糸などが使用できる。無撚糸又は解撚糸が、繊維強化複合材料の成形性と強度特性のバランスを考慮すると好ましく、さらに、プリプレグシート同士の接着性などの取扱性の面からは無撚糸が好ましい。また、本発明における炭素繊維は、黒鉛繊維も含むことができる。
 前記強化繊維の引張弾性率は、10tf/mm(98GPa)以上が好ましく、24tf/mm(235GPa)以上がより好ましく、70tf/mm(686GPa)以下が好ましく、50tf/mm(490GPa)以下がより好ましい。前記引張弾性率は、JIS R 7601(1986)「炭素繊維試験方法」に準拠して測定する。強化繊維の引張弾性率が、前記範囲内であれば、曲げ強度の高い管状体が得られる。
 本発明の繊維強化エポキシ樹脂材料中の強化繊維の含有率は、35質量%以上が好ましく、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは65質量%以上、特に好ましくは70質量%以上であり、85質量%以下が好ましく、より好ましくは84質量%以下、さらに好ましくは80質量%以下、特に好ましくは75質量%以下である。強化繊維の含有率が、前記範囲内であれば、樹脂の高強度が十分に生かせる良好な繊維強化エポキシ樹脂材料となるからである。
 本発明のゴルフクラブシャフトを製造する方法としては、公知の方法が用いられる。例えば、前記エポキシ樹脂組成物を、炭素繊維などの強化繊維に含浸させて得られるプリプレグを作製し、ゴルフクラブシャフトを構成する各材料の形状に裁断し、積層後、積層体を加熱しながら圧力を付与する方法を挙げることができる。
 前記プリプレグは、エポキシ樹脂組成物をメチルエチルケトン、メタノールなどの溶媒に溶解させて低粘度化し、強化繊維に含浸させるウエット法と、加熱によりエポキシ樹脂組成物を低粘度化し、強化繊維に含浸させるホットメルト法などの方法により製造することができる。ウエット法は、強化繊維をエポキシ樹脂組成物からなる溶液に浸漬した後に引き上げ、オーブンなどを用いて加熱しながら溶媒を蒸発させてプリプレグを得る方法である。ホットメルト法には、加熱により低粘度化したエポキシ樹脂組成物を直接強化繊維に含浸させる方法、あるいは一旦エポキシ樹脂組成物を離型紙などの上にコーティングしたフィルムを作製しておき、次いで強化繊維の両側あるいは片側から、かかるフィルムを重ね、加熱することによりエポキシ樹脂組成物を含浸させてプリプレグとする方法がある。ホットメルト法は、溶媒がプリプレグ中に実質的に残留しないことから好ましい。
 プリプレグの積層体を加熱しながら圧力を付与する方法には、ラッピングテープ法、内圧成型法などがある。ラッピングテープ法は、マンドレルなどの芯金にプリプレグを巻いて、成型体を得る方法である。具体的には、マンドレルにプリプレグを巻き付け、プリプレグの固定及び圧力付与のために、プリプレグの外側に熱可塑性樹脂フィルムからなるラッピングテープを巻き付け、オーブン中で樹脂を加熱し硬化させた後、芯金を抜き去って成型体を得る方法である。成型体の表面を切削し、塗装などを施してもよい。
 内圧成型法は、熱可塑性樹脂製のチューブなどの内圧付与体にプリプレグを巻きつけプリフォームとし、次にこれを金型中に設置し、次いで内圧付与体に高圧の気体を導入して圧力をかけると共に金型を加熱して成型する方法である。
 前記プリプレグにおける強化繊維の形態としては、例えば、一方向に引き揃えられた長繊維、二方向織物、多軸織物、不織布、マット、ニット、組み紐などを挙げることができる。ここで、長繊維とは、実質的に10mm以上連続な単繊維または繊維束を意味する。一方向に引き揃えられた長繊維を用いた所謂一方向プリプレグは、繊維の方向が揃っており、繊維の曲がりが少ないため繊維方向の強度利用率が高い。また、一方向プリプレグは、複数のプリプレグを、強化繊維の配列方向が異なるように適切に積層した後成型すると、成形物の各方向の弾性率と強度の設計が容易になる。
 前記プリプレグの形状としては、シート状が好ましい。プリプレグをシート状とする場合、厚さは0.01mm以上が好ましく、より好ましくは0.03mm以上であり、1.0mm以下が好ましく、より好ましくは0.9mm以下である。
 ゴルフクラブシャフトを構成するプリプレグの積層枚数、強化繊維の含有率、および、1枚のプリプレグの厚みなどは、所望の特性に応じて、適宜変更することが好ましい。特に、シャフトの軸線に対して、強化繊維の配列が傾斜して配されるバイアスプリプレグと、シャフトの軸線に対して、強化繊維の配列が平行に配されるストレートプリプレグと、シャフトの軸線に対して、強化繊維の配列が直角に配されるフーププリプレグとを適宜配置して、ゴルフクラブシャフトに必要な剛性や強度を付与することが好ましい。
 また、中間基材である前記プリプレグを用いずにゴルフクラブシャフトを得ることもできる。具体的には、強化繊維のロービングにエポキシ樹脂組成物を含浸させ、芯金に巻き取った後、樹脂を加熱し硬化させるフィラメントワインディング成型法によっても成型体が得られる。成型体の表面を切削し、塗装などを施してもよい。
 前記ゴルフクラブシャフトの長さは、40インチ(101.6cm)以上が好ましく、より好ましくは41インチ(104.1cm)以上であり、49インチ(124.5cm)以下が好ましく、より好ましくは48インチ(121.9cm)以下である。また、管状体の重さは、30g以上が好ましく、より好ましくは35g以上であり、80g以下が好ましく、より好ましくは75g以下である。管状体の長さ、重さが上記範囲内であれば、この管状体からなるゴルフクラブシャフトを用いたゴルフクラブの操作性が良好となる。
 前記ゴルフクラブシャフトの肉厚は、0.5mm以上が好ましく、より好ましくは0.6mm以上であり、4mm以下が好ましく、より好ましくは3.5mm以下である。シャフトの肉厚が上記範囲内であれば、良好なしなりが得られる。また、シャフトの肉厚は、薄肉部の位置を調整することにより、シャフトの重心や、しなりの位置を制御できる。
 本発明のゴルフクラブシャフトは、ゴルフクラブに使用できる。前記ゴルフクラブは、ゴルフクラブシャフトと、このゴルフクラブシャフトの一端に設けられたゴルフクラブヘッドと、前記ゴルフクラブシャフトの他端に設けられたグリップを有する。前記ゴルフクラブヘッドとしては、ウッド型、ユーティリティ型、アイアン型が挙げられる。前記ゴルフクラブヘッドを構成する材料は、特に限定されるものではなく、例えばチタン、チタン合金、炭素繊維強化プラスチック、ステンレス鋼、マルエージング鋼、軟鉄などが挙げられる。
 以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更、実施の態様は、いずれも本発明の範囲内に含まれる。
[評価方法]
(1)試験片の作製
[樹脂引張試験片、及びメチルエチルケトン膨潤試験用試験片の作製]
 表1に示したエポキシ樹脂組成物の配合と同様となるように、エポキシ樹脂成分をメチルエチルケトン(MEK)に溶解して、エポキシ樹脂のMEK溶液を作製した(MEK含有率30%)。得られたエポキシ樹脂のMEK溶液を乾燥し、加熱して融解し、硬化剤および硬化促進剤を加えて撹拌した。得られたエポキシ樹脂組成物を厚み2mmの注型金型に注ぎ、130℃で2時間処理して硬化させた。硬化した樹脂板より引張試験用試験片をJIS K 7162(1994)試験片1BAに従い成型した。また、2cm×2cmの正方形状の試験片を切り出し、メチルエチルケトン膨潤試験用試験片とした。
[繊維方向90度曲げ試験片]
 表1に示した組成になるように、エポキシ樹脂をMEKに溶解して、エポキシ樹脂のMEK溶液を作製した(MEK含有率30%)。得られたエポキシ樹脂のMEK溶液に、硬化剤および硬化促進剤を加えて撹拌し、エポキシ樹脂組成物溶液を調製した。前記エポキシ樹脂組成物溶液を、離型紙に塗布して80~90℃で3分間乾燥させて、エポキシ樹脂組成物シートを作製した。繊維目付100g/mの炭素繊維シートに得られたエポキシ樹脂組成物シートをホットメルト法により含浸させ、炭素繊維含有率が70質量%のプリプレグを作製した。得られたプリプレグを裁断し、繊維方向が一定となるように22枚積層した。0.1mmの離型シートで挟み、2mmのスペーサを用いて、80℃×30分+130℃×2時間の条件でプレスして、エポキシ樹脂を硬化させて、繊維強化エポキシ樹脂材料シートを得た。得られた繊維強化エポキシ樹脂材料シートを、長さ:繊維垂直方向に100mm、幅:繊維方向に15mmになるように裁断して、試験片を作製した。
(2)メチルエチルケトン膨潤試験
 前記で得られたメチルエチルケトン膨潤試験用試験片(2cm角、厚み2mm)をメチルエチルケトン100mLに浸漬させ、40℃で48時保持した。浸漬前後の試験片の質量を測定し、メチルエチルケトン膨潤率は、下記のようにして算出した。
膨潤率=100×[膨潤試験後の試験片の質量-膨潤試験前の試験片の質量]/膨潤試験前の試験片の質量
(3)引張試験
 引張試験は、JIS K 7161(1994)に従い、島津オートグラフ(島津製作所社製)を用いて、引張速度1mm/minで行った。図1(a)は、エポキシ樹脂組成物の硬化物からなる試験片12についての引張試験方法を模式的に説明する説明図である。図1(b)は、図1(a)の試験片12を掴むチャック10を側面から見た側面図である。なお、図1(b)において、チャック10の内側には、滑り止めのための凹凸が設けられているが、図示していない。図1(a)において、矢印方向が引張試験の方向である。
(4)繊維方向90度曲げ試験
 試験は、JIS K 7074(1988)に従い、島津オートグラフ(島津製作所社製)を用いて、押し込み速度5mm/minで行った。具体的には、図2に示すように、支点(半径2.0mm)20、20間距離が72mmになるように、繊維強化エポキシ樹脂材料17を下方から2点で支えた。支点間の中心において、繊維強化エポキシ樹脂材料17の上方から圧子(半径5.0mm)21を荷重Fで押し込み、繊維強化エポキシ樹脂材料17の曲げ強さ(試験片に加わる最大曲げ応力)を測定した。なお、支点20および圧子21の軸方向と繊維強化エポキシ樹脂材料17内の強化繊維の繊維方向とが平行となるように配置した。
(5)3点曲げ試験
 図3に示すように、支点20、20間距離が300mmになるように、管状体18を下方から2点で支えて、支点間の中点22において、管状体18の上方から荷重Fを加えて、管状体が破断したときの荷重値(ピーク値)を測定した。なお、管状体18に荷重Fをかける中点22は、管状体の中心部に位置させるようにした。測定は以下の条件で行った。
試験装置:島津社製オートグラフ
荷重速度:20mm/min
[繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体の作製]
 表1に示した組成になるように、エポキシ樹脂をメチルエチルケトンに溶解して、エポキシ樹脂のMEK溶液を作製した(MEK含有率:30質量%)。得られたエポキシ樹脂のMEK溶液に、硬化剤および硬化促進剤を加えて撹拌し、エポキシ樹脂組成物溶液を調製した。前記エポキシ樹脂組成物溶液を、離型紙に塗布して80℃~90℃で3分間乾燥させてエポキシ樹脂組成物シートを作製した。繊維目付100g/mの炭素繊維シートに得られたエポキシ樹脂組成物シートをホットメルト法により含浸させ、炭素繊維含有率が70質量%のプリプレグを作製した。
 繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体は、シートワインディング法により作製した。すなわち、図4に示したように、プリプレグ1~8を順番に芯金(マンドレル)に巻回した。プリプレグ1が、最内層を構成し、プリプレグ8が最外層を構成する。プリプレグ1、4、5、7、8は、強化繊維の配列方向が、管状体の軸線に対して平行に配されるストレートプリプレグである。プリプレグ2、3は、強化繊維の配列方向が、管状体の軸線に対して傾斜して配されるバイアスプリプレグである。プリプレグ6は、強化繊維の配列方向が、管状体の軸線に対して直角に配されるフーププリプレグである。図5に示したように、プリプレグ2とプリプレグ3、および、プリプレグ5とプリプレグ6とを貼り合わせて、強化繊維の傾斜方向が交差するようにした。なお、プリプレグ6としては、市販のプリプレグ(東レ社製、トレカプリプレグP805S-3)を用いた。得られた巻回体の外周面にテープを巻き付けて、加熱して硬化反応を行った。巻回条件および硬化条件を以下に示した。図4、5中、寸法は、mm単位で表示されている。
巻回条件:
ローリングスピード:34Hz
テープ:信越化学社製PT-30H、テンション6000±100gf
ピッチ:2.0mm
主軸回転数:1870~1890Hz
硬化条件:
(1)常温から80℃に30分で昇温
(2)80℃±5℃で30分±5分保持
(3)80℃から130℃に30分間で昇温
(4)130℃±5℃で120分±5分間保持。
 エポキシ樹脂組成物、繊維強化エポキシ樹脂材料についての評価結果を表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表1で使用した原料は、以下の通りである。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量:190g/eq):三菱化学社製、jER828EL(重量平均分子量:400、粘度(25℃):12Pa・s~15Pa・s)
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(エポキシ当量:165g/eq):三菱化学社製、jER807(重量平均分子量:350、粘度(25℃):3Pa・s~4.5Pa・s)
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(エポキシ当量:1070g/eq):三菱化学社製、jER4005P(重量平均分子量:7200、25℃で固体)
フェノールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量:180g/eq):三菱化学社製、jER154(一分子あたりのエポキシ基数:3個以上)
テトラグリシジル型エポキシ樹脂(エポキシ当量:120g/eq):三菱化学社製、jER604(N,N,N',N'-テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン)
ポリビニルホルマール:JNC社製、ビニレック(登録商標)K
ジシアンジアミド:三菱化学社製、DICY7
尿素誘導体:保土ヶ谷化学工業社製、DCMU-99(3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素)
炭素繊維:東レ社製炭素繊維、トレカ(登録商標)T800SC(引張弾性率30tf/mm(294GPa))
 表1から、繊維強化エポキシ樹脂材料を構成するエポキシ樹脂組成物が、エポキシ樹脂成分として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂およびノボラック型エポキシ樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種と、テトラグリシジル型エポキシ樹脂とを含有し、エポキシ樹脂組成物の硬化物がメチルエチルケトンでの膨潤率が20質量%~44質量%である繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体は、3点曲げ強度、繊維方向90度曲げ強度が高いことが分かる。よって、これらの管状体からなるゴルフクラブシャフトは強度に優れることが予想される。
1~8:プリプレグ、10:チャック、12:エポキシ樹脂組成物の硬化物からなる試験片、17:繊維強化エポキシ樹脂材料、18:管状体、20:支点、21:圧子、22:支点間の中点
 

Claims (11)

  1.  エポキシ樹脂組成物の硬化物と強化繊維とを含有する繊維強化エポキシ樹脂材料からなるゴルフクラブシャフトであって、
     前記エポキシ樹脂組成物が、エポキシ樹脂成分として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂およびノボラック型エポキシ樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種と、テトラグリシジル型エポキシ樹脂とを含有し、
     前記エポキシ樹脂組成物の硬化物は、メチルエチルケトンでの膨潤率が20質量%~44質量%であることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
  2.  前記エポキシ樹脂成分中のテトラグリシジル型エポキシ樹脂の含有率が、1質量%~25質量%である請求項1に記載のゴルフクラブシャフト。
  3.  前記テトラグリシジル型エポキシ樹脂が、グリシジルアミン型エポキシ樹脂である請求項1または2に記載のゴルフクラブシャフト。
  4.  前記エポキシ樹脂組成物が、エポキシ樹脂成分100質量部に対して、さらに、ポリビニルホルマールを2質量部~12質量部含有する請求項1~3のいずれか一項に記載のゴルフクラブシャフト。
  5.  前記エポキシ樹脂組成物は、硬化剤として、ジシアンジアミドを含有し、硬化促進剤として、尿素誘導体を含有するものである請求項1~4のいずれか一項に記載のゴルフクラブシャフト。
  6.  前記エポキシ樹脂成分のエポキシ当量が、200g/eq~400g/eqである請求項1~5のいずれか一項に記載のゴルフクラブシャフト。
  7.  前記テトラグリシジル型エポキシ樹脂が、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジルジアミノジフェニルエーテルおよびテトラグリシジルジアミノジフェニルスルホンよりなる群から選択される少なくとも1種である請求項1~6のいずれか一項に記載のゴルフクラブシャフト。
  8.  前記強化繊維が、炭素繊維である請求項1~7のいずれか一項に記載のゴルフクラブシャフト。
  9.  前記強化繊維の引張弾性率が、10tf/mm~70tf/mmである請求項1~8のいずれか一項に記載のゴルフクラブシャフト。
  10.  前記エポキシ樹脂組成物の硬化物は、メチルエチルケトンでの膨潤率が25質量%以上である請求項1~9のいずれか一項に記載のゴルフクラブシャフト。
  11.  前記エポキシ樹脂組成物の硬化物は、メチルエチルケトンでの膨潤率が38質量%以下である請求項1~10のいずれか一項に記載のゴルフクラブシャフト。
     
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