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JPH05255523A - Fiber reinforced prepreg - Google Patents

Fiber reinforced prepreg

Info

Publication number
JPH05255523A
JPH05255523A JP3147992A JP14799291A JPH05255523A JP H05255523 A JPH05255523 A JP H05255523A JP 3147992 A JP3147992 A JP 3147992A JP 14799291 A JP14799291 A JP 14799291A JP H05255523 A JPH05255523 A JP H05255523A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
fibers
fiber reinforced
prepreg
present
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
Application number
JP3147992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Takezawa
誠 竹澤
Kanji Miyao
巻治 宮尾
Hiroshi Inoue
寛 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tonen Corp filed Critical Tonen Corp
Priority to JP3147992A priority Critical patent/JPH05255523A/en
Publication of JPH05255523A publication Critical patent/JPH05255523A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 強化繊維の配列の乱れをなくし、美感上好ま
しいのみならず、物性的バラつきをなくすと共に、更
に、靭性があり振動減衰性及び耐衝撃特性、特に圧縮強
度及び捩れ破壊強度などに優れた、スポーツレジャー用
品、自転車のフレーム、更には種々の機械部品用パイプ
材を製造するのに好適に使用することができる。 【構成】 繊維強化プリプレグ1は、同一方向に所定の
間隔にて配列される繊維径が30〜500μmとされる
強化繊維6を縦糸とし、横糸8として他の繊維、或は同
じ繊維を使用して製織されたクロス(織物)にマトリク
ス樹脂3が含浸されて構成された繊維強化樹脂層4と、
前記繊維強化樹脂層4の一側に積層した金属箔層7とを
有する。
(57) [Abstract] [Purpose] Not only is it aesthetically pleasing, without disturbing the arrangement of the reinforcing fibers, it also eliminates physical variations, and also has toughness, vibration damping and impact resistance characteristics, especially compressive strength and torsion. It can be suitably used for producing sports / leisure products, bicycle frames, and various pipe materials for machine parts, which are excellent in breaking strength. [Structure] The fiber reinforced prepreg 1 uses reinforcing fibers 6 arranged in the same direction at a predetermined interval and having a fiber diameter of 30 to 500 μm as warp threads, and other fibers or the same fibers as weft threads 8. A fiber reinforced resin layer 4 configured by impregnating a matrix resin 3 into a cloth (woven fabric) woven by
The metal foil layer 7 laminated on one side of the fiber reinforced resin layer 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、軽量であり且つ機械的
特性に優れており、特に靭性があり振動減衰性及び耐衝
撃特性、更には圧縮強度及び捩り破壊強度などに優れ、
例えば、ゴルフクラブシャフト、釣り竿、テニスラケッ
ト或はバドミントンラケットのような種々のラケットフ
レームなどのスポーツレジャー用品、自転車のフレー
ム、更には種々の機械部品用パイプ材を製造するのに好
適に使用することのできる繊維強化プリプレグに関する
ものである。特に、本発明の繊維強化プリプレグは、3
0〜500μmとされる繊維径(後述する「換算径」を
も含む)を有する強化繊維をクロスに織り込んで形成さ
れた繊維強化樹脂層の一側に、金属箔層が積層される点
に特徴を有する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is light in weight and excellent in mechanical properties, particularly toughness, excellent in vibration damping property and impact resistance property, and further excellent in compressive strength and torsional fracture strength.
For example, it can be suitably used for manufacturing golf club shafts, fishing rods, sports and leisure products such as various racket frames such as tennis rackets or badminton rackets, bicycle frames, and various pipe parts for machine parts. The present invention relates to a fiber-reinforced prepreg that can be manufactured. Particularly, the fiber-reinforced prepreg of the present invention has 3
Characteristic in that a metal foil layer is laminated on one side of a fiber reinforced resin layer formed by weaving a reinforcing fiber having a fiber diameter of 0 to 500 μm (including a “converted diameter” described later) into a cloth. Have.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、炭素繊維その他各種の強化繊維を
用いたプリプレグが種々の技術分野にて広く使用されて
おり、例えば、ゴルフクラブシャフトの製造に際して
も、軽量で且つ機械的強度も高いという理由から多く利
用されており、極めて良好な成果を納めている。
2. Description of the Related Art In recent years, prepregs made of carbon fibers and various other reinforcing fibers have been widely used in various technical fields. For example, they are lightweight and have high mechanical strength when manufacturing golf club shafts. It is used for many reasons and has achieved extremely good results.

【0003】しかしながら、更に、強度及び弾性率の点
で、或は、使用時の感触の点で、更にはファッション性
(美観)の点で改良が望まれており、斯る要望に応える
べく、繊維強化複合樹脂製シャフトの最外層に、図12
に図示されるような、マトリクス樹脂3が含浸された、
例えばボロン繊維、チタン繊維、アモルファス繊維、ス
テンレススチ−ル繊維、ガラス繊維、種々の有機繊維な
どの強化繊維6を有するプリプレグ4にて形成される層
を配置することが種々に試みられている。
However, further improvements are desired in terms of strength and elastic modulus, in terms of feel during use, and in terms of fashionability (aesthetics), and in order to meet such demands, The outermost layer of the fiber-reinforced composite resin shaft is shown in FIG.
Impregnated with the matrix resin 3 as shown in FIG.
Various attempts have been made to arrange layers formed of prepreg 4 having reinforcing fibers 6 such as boron fibers, titanium fibers, amorphous fibers, stainless steel fibers, glass fibers, and various organic fibers.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このようなプリプレグ
4はドラムワインダなどを使用して効率よく、しかも比
較的簡単に製造し得て、機械的強度の向上及び感触の改
善を達成し得るが、場合によっては、製造過程におい
て、或は製造後斯かるプリプレグ4をマンドレルなどに
巻き付けて所定形状に賦形する過程において、強化繊維
6がその配列方向において乱れることが経験される。強
化繊維6の配列の乱れは、美感上好ましくないのみなら
ず、物性的にもバラつきの原因となり製品の品質上から
も好ましいものではない。
Although such a prepreg 4 can be manufactured efficiently and relatively easily by using a drum winder or the like, the mechanical strength and the feel can be improved. In some cases, the reinforcing fibers 6 are disturbed in the arrangement direction during the manufacturing process, or during the process of winding the prepreg 4 around a mandrel or the like after manufacturing and shaping it into a predetermined shape. Disorders of the arrangement of the reinforcing fibers 6 are not only aesthetically unpleasant, but also cause variations in physical properties, which is not preferable in terms of product quality.

【0005】このような繊維の乱れをなくするには、製
造過程における強化繊維6の、或は、製造後のプリプレ
グ4の、極めて慎重な取扱いが要求され、ハンドリング
性(作業性)の点で問題がある。
In order to eliminate such disorder of the fiber, extremely careful handling of the reinforcing fiber 6 in the manufacturing process or the prepreg 4 after manufacturing is required, and in terms of handling property (workability). There's a problem.

【0006】本発明者らは、この問題を解決するべく、
図13に図示するように、強化繊維6を横糸8により織
り込んでクロス(織物)状とし、マトリクス樹脂3を含
浸させたプリプレグ4を作製した(特願平2−1381
03号)。
In order to solve this problem, the present inventors have
As shown in FIG. 13, a reinforcing fiber 6 was woven with a weft 8 to form a cloth (woven fabric), and a prepreg 4 impregnated with a matrix resin 3 was produced (Japanese Patent Application No. 2-1381).
03).

【0007】この構成により、強化繊維6の配列方向に
おける乱れを解決することができ、又、物性的バラつき
をもなくすることができた。本発明は斯るプリプレグの
改良に関するものであり、更なる機械的特性の向上を意
図するものである。
With this structure, it is possible to solve the disorder in the arrangement direction of the reinforcing fibers 6 and to eliminate the variation in physical properties. The present invention relates to the improvement of such a prepreg, and is intended to further improve the mechanical properties.

【0008】つまり、本発明の目的は、強化繊維の配列
の乱れをなくし、美感上好ましいのみならず、物性的バ
ラつきをなくすと共に、更に、靭性があり振動減衰性及
び耐衝撃特性、特に圧縮強度及び捩り破壊強度などに優
れた、スポーツレジャー用品、自転車のフレーム、更に
は種々の機械部品用パイプ材を製造するのに好適に使用
することのできる繊維強化プリプレグを提供することで
ある。
That is, the object of the present invention is to not only disturb the arrangement of the reinforcing fibers and to improve the appearance, but also to eliminate variations in physical properties, and also toughness, vibration damping properties and impact resistance properties, particularly compressive strength. Another object of the present invention is to provide a fiber-reinforced prepreg which is excellent in torsional fracture strength and can be suitably used for producing sports and leisure products, bicycle frames, and various pipe materials for machine parts.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
繊維強化プリプレグにて達成される。要約すれば、本発
明は、一方向に所定の間隔にて配列される繊維径が30
〜500μmとされる強化繊維を縦糸とし、前記強化繊
維と同じ繊維或は他の異なる繊維を横糸として織り込ん
だクロス(織物)にマトリクス樹脂が含浸されて構成さ
れた繊維強化樹脂層と、前記繊維強化樹脂層の一側に積
層した金属箔層とを有することを特徴とする繊維強化プ
リプレグである。好ましくは、前記金属箔層は、厚さが
5〜100μmとされるシート状或はメッシュ状の金属
材料にて形成され、前記縦糸は、炭素繊維、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;チタン繊維、アモルファス繊
維、ステンレススチール繊維などの金属繊維;及びアラ
ミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリエチレン繊維など
の有機繊維から選択され、又、前記横糸は、炭素繊維、
繊維径の小さなボロン繊維、ガラス繊維、アルミナ繊
維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維などの無機繊維;アラ
ミド繊維、ポリアリレ−ト繊維、ポリエチレン繊維など
の有機繊維;及び繊維径の小さなチタン繊維、アモルフ
ァス繊維、ステンレススチ−ル繊維などの金属繊維から
選択される。
The above object is achieved by the fiber reinforced prepreg according to the present invention. In summary, according to the present invention, the diameter of fibers arranged in one direction at predetermined intervals is 30.
A fiber-reinforced resin layer formed by impregnating a matrix resin into a cloth (woven fabric) obtained by weaving a reinforcing fiber having a length of ˜500 μm as a warp yarn, and the same fiber as the reinforcing fiber or another different fiber as a weft yarn; A fiber reinforced prepreg, comprising: a metal foil layer laminated on one side of a reinforced resin layer. Preferably, the metal foil layer is formed of a sheet-shaped or mesh-shaped metal material having a thickness of 5 to 100 μm, and the warp threads are carbon fibers, boron fibers, glass fibers, alumina fibers, and silicon carbide. Fiber, inorganic fiber such as silicon nitride fiber; metal fiber such as titanium fiber, amorphous fiber, stainless steel fiber; and organic fiber such as aramid fiber, polyarylate fiber, polyethylene fiber, and the weft thread is carbon fiber. ,
Inorganic fibers such as boron fibers, glass fibers, alumina fibers, silicon carbide fibers, and silicon nitride fibers having a small fiber diameter; organic fibers such as aramid fibers, polyarylate fibers, and polyethylene fibers; and titanium fibers and amorphous fibers having a small fiber diameter. , Stainless steel fibers and other metal fibers.

【0010】[0010]

【実施例】次に、本発明に係る繊維強化プリプレグにつ
いて図面に即して更に詳しく説明する。本発明の繊維強
化プリプレグ1は、例えば、図1及び図2に図示される
ように、同一方向に所定の間隔にて配列される繊維径が
30〜500μmとされる強化繊維6を縦糸とし、横糸
8として他の繊維、或は同じ繊維を使用して製織された
クロス(織物)5にマトリクス樹脂3が含浸されて構成
された繊維強化樹脂層4と、前記繊維強化樹脂層4の一
側に積層した金属箔層7とを有する。クロス5の織物組
織、織物密度などは必要に応じて適宜選択されるが、横
糸8は、縦糸6とされる強化繊維の配列を固定する程度
に織り込まれていれば良い。本発明に従えば繊維強化プ
リプレグ1の総厚さ(T)は20〜300μmとされ
る。
The fiber-reinforced prepreg according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, for example, the fiber-reinforced prepreg 1 of the present invention has reinforcing fibers 6 arranged in the same direction at predetermined intervals and having a fiber diameter of 30 to 500 μm as warp yarns, A fiber reinforced resin layer 4 formed by impregnating a matrix resin 3 into a cloth (woven fabric) 5 woven using another fiber or the same fiber as the weft thread 8, and one side of the fiber reinforced resin layer 4. And a metal foil layer 7 laminated on the. The woven structure, the woven density, etc. of the cloth 5 are appropriately selected as needed, but the wefts 8 may be woven to such an extent as to fix the arrangement of the reinforcing fibers to be the warp 6. According to the present invention, the total thickness (T) of the fiber reinforced prepreg 1 is 20 to 300 μm.

【0011】斯る構成の繊維強化プリプレグ1は、任意
の方法にて製造し得るが、一般に、前記繊維強化複合樹
脂層4として、先ずクロス5にマトリクス樹脂3を含浸
させてプリプレグを製造し、その後、該プリプレグ4の
一側面に、金属箔層3としての金属箔を、例えばローラ
などにて押付けることにより貼着して製造するのが好適
である。従って、以下の説明においては、この方法にて
本発明の繊維強化プリプレグ1を製造するものとして説
明するが、これに限定されるものでないことを理解され
たい。
The fiber-reinforced prepreg 1 having such a structure can be manufactured by any method. Generally, as the fiber-reinforced composite resin layer 4, a cloth 5 is first impregnated with the matrix resin 3 to manufacture a prepreg, After that, it is preferable that the metal foil as the metal foil layer 3 is attached to one side surface of the prepreg 4 by pressing it with a roller or the like to manufacture. Therefore, in the following description, although it is described that the fiber-reinforced prepreg 1 of the present invention is manufactured by this method, it is to be understood that the present invention is not limited thereto.

【0012】又、金属箔層3を構成する金属箔は、本発
明では箔状或は薄板状などの、所謂、「シート状」金属
材料を意味するのみならず、多数の孔を有した網状或は
エキスパンドメタル様の多孔の、所謂「メッシュ状」金
属材料をも意味する。斯る金属箔3は、厚さ(T2 )が
5〜100μmとされ、例えば昭和アルミニウム株式会
社製の厚さ10〜100μmのアルミニウム箔、或は、
例えば竹内金属箔粉工業株式会社製の厚さ5〜50μm
のステンレス箔、高強度スチール箔、チタン箔が好適に
使用される。その他使用し得る金属材料としては、鉄、
銅、ニッケル、ニクロム、錫、鉛、マグネシウム、金、
銀、白金、その他種々の金属及びこれらの合金がある。
金属箔3は、その厚さ(T2 )が、5μmより薄い場合
には圧縮強度、捩り破壊強度が不十分となり、100μ
mより厚い場合には成形性が不十分となる。
Further, the metal foil forming the metal foil layer 3 does not only mean a so-called "sheet-like" metal material such as a foil or a thin plate in the present invention, but also a net having a large number of holes. Alternatively, it also means a so-called "mesh-like" metallic material that is porous like expanded metal. Such a metal foil 3 has a thickness (T 2 ) of 5 to 100 μm, for example, an aluminum foil with a thickness of 10 to 100 μm manufactured by Showa Aluminum Co., Ltd., or
For example, a thickness of 5 to 50 μm manufactured by Takeuchi Metal Foil & Powder Co., Ltd.
Stainless steel foil, high-strength steel foil, and titanium foil are preferably used. Other metal materials that can be used include iron,
Copper, nickel, nichrome, tin, lead, magnesium, gold,
There are silver, platinum and various other metals and alloys thereof.
When the thickness (T 2 ) of the metal foil 3 is thinner than 5 μm, the compressive strength and the torsional fracture strength are insufficient, and the thickness is 100 μm.
When it is thicker than m, the moldability becomes insufficient.

【0013】更に、上記金属箔3は、繊維強化樹脂層4
との接着性を向上させるために、その表面を機械的に、
或は化学的に処理することが可能である。特に、脱脂処
理を行なった後、クロム系処理或はリン酸系処理を行な
い、クロム層、又はリン酸亜鉛或はリン酸鉄などの化成
処理膜を金属箔表面に形成させることが好ましい。又更
に、高温の窒素雰囲気下による表面硬化処理も有効であ
る。
Further, the metal foil 3 has a fiber-reinforced resin layer 4
In order to improve the adhesiveness with
Alternatively, it can be chemically treated. In particular, it is preferable to perform a degreasing treatment and then a chromium treatment or a phosphoric acid treatment to form a chromium layer or a chemical conversion treatment film such as zinc phosphate or iron phosphate on the surface of the metal foil. Furthermore, surface hardening treatment under a high temperature nitrogen atmosphere is also effective.

【0014】次に、本発明の繊維強化プリプレグ1を好
適に製造し得る、繊維強化樹脂層4としてのプリプレグ
について説明する。
Next, a prepreg as the fiber reinforced resin layer 4 which can suitably manufacture the fiber reinforced prepreg 1 of the present invention will be described.

【0015】このような構成のプリプレグ4は、種々の
方法にて製造し得るが、図3に図示するように、マトリ
クス樹脂3が塗布された離型紙10の間に、縦糸6及び
横糸8からなるクロス5を配置し、押圧及び/又は加熱
することにより一体とすることによって極めて好適に製
造される。
Although the prepreg 4 having such a structure can be manufactured by various methods, as shown in FIG. 3, the prepreg 4 is formed between the warp threads 6 and the weft threads 8 between the release papers 10 coated with the matrix resin 3. It is extremely suitably manufactured by arranging the cloth 5 made of the above and integrating them by pressing and / or heating.

【0016】縦糸6としての強化繊維は、繊維径が大き
いボロン繊維などの無機繊維、及びチタン繊維、アモル
ファス繊維、ステンレススチール繊維などの金属繊維が
好適に使用され、通常斯る繊維の径は30〜150μm
とされ、好ましくは50〜120μmとされる。
As the reinforcing fiber as the warp yarn 6, inorganic fiber such as boron fiber having a large fiber diameter and metal fiber such as titanium fiber, amorphous fiber and stainless steel fiber are preferably used, and the diameter of such fiber is usually 30. ~ 150 μm
And preferably 50 to 120 μm.

【0017】更に、本発明に従えば、上記縦糸6として
炭素繊維、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、ポリエチレン繊維などの有機繊維をも使用
することができる。ただ、一般にこれら繊維は、繊維
径、即ち、モノフィラメントの径(d)は5〜50μm
と小さいため、このように繊維径の小さな繊維を縦糸6
として使用する場合には、図4に図示するように繊維6
aを多数本束ねたストランド(繊維束)6の形態にて使
用される。
Further, according to the present invention, as the warp yarn 6, carbon fiber, glass fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber,
Inorganic fibers such as silicon nitride fibers; organic fibers such as aramid fibers, polyarylate fibers and polyethylene fibers can also be used. However, in general, these fibers have a fiber diameter, that is, a monofilament diameter (d) of 5 to 50 μm.
Since it is small, the warp 6
When used as a fiber 6, as shown in FIG.
It is used in the form of a strand (fiber bundle) 6 in which a large number of a are bundled.

【0018】従って、金属繊維でも繊維径の小さいもの
をストランドの形態にて縦糸6として使用することも可
能である。
Therefore, even metal fibers having a small fiber diameter can be used as the warp yarns 6 in the form of strands.

【0019】このようなストランドの形態とされる場合
の縦糸6の繊維径としては、本明細書では、次式で示さ
れる換算径D0 を意味するものとする。 D0 =n1/2 ・d n:収束本数 d:繊維径
In the present specification, the fiber diameter of the warp yarn 6 in the case of such a strand form means a reduced diameter D 0 represented by the following equation. D 0 = n 1/2 · d n: Convergence number d: Fiber diameter

【0020】又、斯るストランドを縦糸6として使用し
た場合には、撚りの有無に拘らず、図5に図示されるよ
うに、プリプレグ4の中において換算径D0 を有した円
形断面の形態で存在することはなく、通常、偏平に変形
された状態とされる。従って、上述したように縦糸6と
して繊維径の大きいなボロン繊維、チタン繊維、アモル
ファス繊維、ステンレススチール繊維などを使用した場
合と同様の厚さ(T1)を有した繊維強化プリプレグ1
を製造するには、ストランドを縦糸6として使用した場
合の繊維径、即ち、換算径D0 は、最大500μmとさ
れるのが好適である。
When such a strand is used as the warp yarn 6, the shape of a circular cross section having a reduced diameter D 0 in the prepreg 4 as shown in FIG. It does not exist and is usually in a flatly deformed state. Therefore, as described above, the fiber reinforced prepreg 1 having the same thickness (T 1 ) as when the boron fiber, titanium fiber, amorphous fiber, stainless steel fiber or the like having a large fiber diameter is used as the warp yarn 6.
In order to manufacture, the fiber diameter when the strand is used as the warp yarn 6, that is, the converted diameter D 0 is preferably 500 μm at the maximum.

【0021】例えば、繊維径dが23μmとされるポリ
アリレート繊維のような有機繊維は、300本収束する
ことにより換算径D0 は398μmとされ、又、繊維径
dが13μmとされるガラス繊維は、800本収束する
ことにより換算径D0 は368μmとされ、これら両ス
トランドも又、縦糸6として好適に使用し、図5に図示
されるようなプリプレグ4、即ち本発明の繊維強化プリ
プレグ1を製造することができる。
For example, when 300 organic fibers such as polyarylate fibers having a fiber diameter d of 23 μm are converged, the converted diameter D 0 becomes 398 μm, and the glass fiber having a fiber diameter d of 13 μm. Is 800, and the converted diameter D 0 is 368 μm. Both of these strands are also suitably used as the warp yarns 6, and the prepreg 4 as shown in FIG. 5, that is, the fiber-reinforced prepreg 1 of the present invention. Can be manufactured.

【0022】クロス5を構成する横糸8としては、縦糸
6と同じとすることもでき、又、繊維径が5〜30μ
m、好ましくは6〜12μmとされる、炭素繊維、繊維
径の小さなボロン繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭
化珪素繊維、窒化珪素繊維などの無機繊維;アラミド繊
維、ポリアリレ−ト繊維、ポリエチレン繊維などの有機
繊維;或は、繊維径の小さなチタン繊維、アモルファス
繊維、ステンレススチ−ル繊維などの金属繊維などを任
意に使用することができ、更には、他の種々の繊維を用
いることもできるが、通常、ガラス繊維、アルミナ繊維
などの無機繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維
などの有機繊維などを使用するのが好適である。横糸と
しては、細い繊維又は細い繊維束のもの、透明なものが
より好ましい。この点から、特にガラス繊維、ポリエチ
レン繊維、アルミナ繊維などが好ましい。
The weft thread 8 constituting the cloth 5 may be the same as the warp thread 6, and the fiber diameter is 5 to 30 μm.
m, preferably 6 to 12 μm, such as carbon fibers, boron fibers having a small fiber diameter, glass fibers, alumina fibers, silicon carbide fibers, silicon nitride fibers, and other inorganic fibers; aramid fibers, polyarylate fibers, polyethylene fibers, etc. Organic fibers; or titanium fibers having a small fiber diameter, amorphous fibers, metal fibers such as stainless steel fibers, and the like can be arbitrarily used, and other various fibers can also be used. Generally, it is preferable to use inorganic fibers such as glass fibers and alumina fibers, organic fibers such as polyethylene fibers and polyester fibers. As the weft yarn, a thin fiber, a thin fiber bundle, or a transparent yarn is more preferable. From this point, glass fiber, polyethylene fiber, alumina fiber and the like are particularly preferable.

【0023】マトリクス樹脂3としては、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジア
リルフタレート樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性マ
トリクス樹脂が使用可能である。又、更に、硬化温度が
50〜200℃となるように硬化剤その他の付与剤、例
えば可撓性付与剤などが適当に添加される。
As the matrix resin 3, a thermosetting matrix resin such as epoxy resin, unsaturated polyester resin, polyurethane resin, diallyl phthalate resin or phenol resin can be used. Further, a curing agent and other imparting agents such as flexibility imparting agent are appropriately added so that the curing temperature is 50 to 200 ° C.

【0024】好ましい一例を挙げれば、マトリクス樹脂
としてはエポキシ樹脂が好ましく、使用可能のエポキシ
樹脂としては、例えば、(1)グリシジルエーテル系エ
ポキシ樹脂(ビスフェノールA、F、S系エポキシ樹
脂、ノボラック系エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノール
A系エポキシ樹脂);(2)環式脂肪族エポキシ樹脂;
(3)グリシジルエステル系エポキシ樹脂;(4)グリ
シジルアミン系エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミ
ノジフェニルメタン、トリグリシジル−p−アミノフェ
ノールなど;(5)複素環式エポキシ樹脂;その他種々
のエポキシ樹脂から選択される1種又は複数種が使用さ
れ、特に、ビスフェノールA、F、Sグリシジルアミン
系エポキシ樹脂が好適に使用される。又、硬化剤として
はアミン系硬化剤、例えばジシアンジアミド(DIC
Y)、ジアミノフェニルスルフォン(DDS)、ジアミ
ノジフェニルメタン(DDM);酸無水物系、例えばヘ
キサヒドロ無水フタル酸(HHPA)、メチルヘキサヒ
ドロ無水フタル酸(MHHPA)などが使用されるが、
特にアミン系硬化剤が好適に使用される。
As a preferred example, an epoxy resin is preferable as the matrix resin, and usable epoxy resins include, for example, (1) glycidyl ether type epoxy resins (bisphenol A, F, S type epoxy resin, novolac type epoxy resin). Resin, brominated bisphenol A epoxy resin); (2) cycloaliphatic epoxy resin;
(3) Glycidyl ester-based epoxy resin; (4) Glycidylamine-based epoxy resin, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, triglycidyl-p-aminophenol, etc .; (5) Heterocyclic epoxy resin; and other various epoxy resins. One kind or a plurality of kinds are used, and bisphenol A, F, S glycidyl amine epoxy resin is particularly preferably used. As the curing agent, an amine-based curing agent such as dicyandiamide (DIC
Y), diaminophenyl sulfone (DDS), diaminodiphenylmethane (DDM); acid anhydrides such as hexahydrophthalic anhydride (HHPA) and methylhexahydrophthalic anhydride (MHHPA) are used.
Particularly, amine-based curing agents are preferably used.

【0025】又、本発明のプリプレグ4における縦糸、
マトリクス樹脂、横糸の配合割合は任意に調整し得る
が、一般に、重量%で、縦糸:マトリクス樹脂:横糸=
(20〜50):(20〜60):(10〜50)とさ
れるであろう。又、本発明に従えば、プリプレグの厚さ
(T1 )は、使用される縦糸6の繊維径程度のものを作
製し得るが、通常50〜200μm程度とされるであろ
う。
The warp threads in the prepreg 4 of the present invention,
The mixing ratio of the matrix resin and the weft yarn can be adjusted arbitrarily, but generally, in weight%, the warp yarn: the matrix resin: the weft yarn =
(20-50) :( 20-60) :( 10-50). Further, according to the present invention, the thickness (T 1 ) of the prepreg can be made to be about the fiber diameter of the warp yarn 6 to be used, but it will usually be about 50 to 200 μm.

【0026】上記実施例の説明にて、プリプレグ4中に
配設されるクロス5は、縦糸6と横糸8のみにてクロス
5が構成されたが、本発明に使用されるクロス5はこの
ような織物構成に限定されるものではなく、例えば図6
に図示するように、縦糸として更に固定用繊維9を縦糸
6の間に配置し織り込むことができる。斯る目的で使用
される固定用縦糸9としては、横糸8と同じものを使用
することができ、又、上述したように、プリプレグ4中
の強化繊維、即ち、縦糸6と同じとすることもでき、更
には、他の種々の繊維を用いることもできるが、通常、
炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維などの無機繊維、
ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維などの有機繊維な
どを使用するのが好適である。固定用縦糸9としても、
細い繊維又は細い繊維束のもの、透明なものがより好ま
しい。この点から、横糸8と同様に、特にガラス繊維、
ポリエチレン繊維、アルミナ繊維などが好ましい。
In the above description of the embodiment, the cloth 5 arranged in the prepreg 4 is composed of only the warp threads 6 and the weft threads 8. However, the cloth 5 used in the present invention is as follows. The present invention is not limited to such a woven structure, and for example, FIG.
As shown in FIG. 5, fixing fibers 9 can be further arranged as warp yarns between the warp yarns 6 and can be woven. As the fixing warp yarn 9 used for such a purpose, the same yarn as the weft yarn 8 can be used, and as described above, it may be the same as the reinforcing fiber in the prepreg 4, that is, the warp yarn 6. It is also possible to use various other fibers, but usually,
Inorganic fibers such as carbon fiber, glass fiber, alumina fiber,
It is preferable to use organic fibers such as polyethylene fibers and polyester fibers. Even as the fixing warp 9
Fine fibers, thin fiber bundles, and transparent ones are more preferable. From this point, as with the weft thread 8, especially glass fiber,
Polyethylene fiber, alumina fiber and the like are preferable.

【0027】更に、上記実施例では、縦糸、即ち強化繊
維6は1種類であるとして説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、2種以上の強化繊維としての
縦糸を含むことができる。例えば、図7及び図8には、
クロス5に縦糸6として2種の繊維6a、6bが織り込
まれた態様を示す。この実施例では2種の繊維6a、6
bは交互に織り込まれているが、これに限定されるもの
ではなく、任意の配列が可能である。又、この場合にお
いても、図9に図示するように、縦糸として更に固定用
繊維9を縦糸6a、6bの間に配置し織り込むことがで
きる。
Further, in the above embodiment, the warp yarn, that is, the reinforcing fiber 6 is described as one type, but the present invention is not limited to this, and includes two or more kinds of warp yarns as reinforcing fibers. You can For example, in FIG. 7 and FIG.
A mode in which two kinds of fibers 6a and 6b are woven as the warp yarns 6 in the cloth 5 is shown. In this example, two types of fibers 6a, 6
Although b is woven alternately, it is not limited to this, and any arrangement is possible. Also in this case, as shown in FIG. 9, the fixing fiber 9 can be further arranged as the warp yarn between the warp yarns 6a and 6b and can be woven.

【0028】次に、本発明の繊維強化プリプレグ1を実
施例について更に具体的に説明する。
Next, the fiber-reinforced prepreg 1 of the present invention will be described more specifically with reference to examples.

【0029】実施例1 図3に関連して説明した方法にてプリプレグ4を製造し
た。即ち、本実施例にて、厚さ120μmの離型紙10
の上には厚み65μmにてマトリクス樹脂3が塗布され
た。マトリクス樹脂3はエポキシ樹脂を使用した。
Example 1 A prepreg 4 was manufactured by the method described with reference to FIG. That is, in this embodiment, the release paper 10 having a thickness of 120 μm is used.
The matrix resin 3 having a thickness of 65 μm was applied onto the above. An epoxy resin was used as the matrix resin 3.

【0030】縦糸6としての強化繊維は、ボロン繊維及
びチタン繊維を使用し、横糸8としては繊度10g/1
000mとされるガラス繊維を使用した。
Boron fibers and titanium fibers are used as the reinforcing fibers as the warp threads 6, and the weft thread 8 has a fineness of 10 g / 1.
Glass fiber having a length of 000 m was used.

【0031】ボロン繊維は、繊維径100μmとされる
ものを1mmの間隔に配置して使用し、横糸8を0.5
mm間隔にて織り込んで図2に図示される構成のクロス
5を作製した。又、チタン繊維は、繊維径100μmと
されるものを2mmの間隔に配置して使用し、横糸8を
0.5mm間隔にて織り込んで図2に図示される構成の
クロス5を作製した。
As the boron fiber, fibers having a fiber diameter of 100 μm are used at intervals of 1 mm, and the weft thread 8 is 0.5
The cloth 5 having the structure shown in FIG. Titanium fibers having a fiber diameter of 100 μm were used at intervals of 2 mm, and weft threads 8 were woven at intervals of 0.5 mm to fabricate a cloth 5 having the structure shown in FIG.

【0032】上記クロス5をマトリクス樹脂3が塗布さ
れた両離型紙10で挟み、互の方へと押圧及び/又は加
熱することにより一体とし、図1に図示するようなプリ
プレグ4を形成した。
The cloth 5 was sandwiched between the two release papers 10 coated with the matrix resin 3 and pressed together and / or heated to be integrated, thereby forming a prepreg 4 as shown in FIG.

【0033】これらプリプレグ4に厚さ30μmのステ
ンレス箔をローラにて押圧して貼着し、図1に示す構成
の本発明の繊維強化プリプレグ1を作製した。
A stainless steel foil having a thickness of 30 μm was pressed onto the prepregs 4 with a roller to adhere the prepregs 4 to produce the fiber-reinforced prepreg 1 of the present invention having the structure shown in FIG.

【0034】又、このような繊維強化プリプレグ1を最
外層に配置したゴルフクラブシャフトを製造し、その機
械的強度などを測定した結果、衝撃強度及び捩り破壊強
度を、図13に示す従来のプリプレグを使用したものに
比較して著しく増大せしめることができ、使用時の感触
も向上した。
Further, a golf club shaft having such a fiber reinforced prepreg 1 arranged in the outermost layer was manufactured, and the mechanical strength and the like were measured. As a result, the impact strength and the torsional fracture strength are shown in FIG. It was possible to significantly increase it compared to the one using, and the feel during use was also improved.

【0035】更に又、本発明に従った繊維強化プリプレ
グ1は、製造過程においても、又、このようにして製造
した繊維強化プリプレグ1をマンドレルに巻き付け、ゴ
ルフシャフトなどを成形するに際しても縦糸6の配列が
繊維の長さ方向に乱れることはなく、作業性が容易であ
り、美感的にも好ましいものであった。
Furthermore, the fiber-reinforced prepreg 1 according to the present invention has a warp yarn 6 which is formed during the manufacturing process and also when the fiber-reinforced prepreg 1 thus manufactured is wound around a mandrel to form a golf shaft or the like. The arrangement was not disturbed in the length direction of the fiber, the workability was easy, and it was also aesthetically pleasing.

【0036】実施例2 上記実施例1において、クロス5として図6に図示され
る構成のものを作製し、該クロス5を使用して上記実施
例1と同じ材料及び条件にて繊維強化プリプレグ1を製
造した。
Example 2 In the above-mentioned Example 1, the cloth 5 having the structure shown in FIG. 6 was produced, and the fiber-reinforced prepreg 1 was prepared by using the cloth 5 and using the same materials and conditions as those of the above-mentioned Example 1. Was manufactured.

【0037】即ち、横糸8及び固定用縦糸9として繊度
10g/1000mとされるガラス繊維を使用し、ボロ
ン繊維及びチタン繊維などの縦糸6を2mm間隔にて配
置し、固定用縦糸9を各縦糸6の間に0.5mm間隔で
3本配置し、又、横糸8を0.5mm間隔で配置し、図
6に図示するように織り込んでクロス5を作製した。
That is, glass fibers having a fineness of 10 g / 1000 m are used as the weft threads 8 and the fixing warp threads 9, the warp threads 6 such as boron fiber and titanium fiber are arranged at 2 mm intervals, and the fixing warp threads 9 are each warp thread. Three pieces were arranged at intervals of 0.5 mm between 6 and the weft threads 8 were arranged at intervals of 0.5 mm, and were woven as shown in FIG.

【0038】このようなクロス5を使用した繊維強化プ
リプレグ1を最外層に配置したゴルフクラブシャフトを
製造したが、縦糸6を所定ピッチにて固定することがで
き、異種繊維6の繊維方向の配列乱れを大略完全になく
すことができた。と同時に、ゴルフクラブシャフトの機
械的特性、特に衝撃強度及び捩り破壊強度を大幅に増大
することができた。
Although a golf club shaft having the fiber reinforced prepreg 1 using the cloth 5 arranged in the outermost layer was manufactured, the warp yarns 6 can be fixed at a predetermined pitch, and the dissimilar fibers 6 are arranged in the fiber direction. I was able to almost completely eliminate the disturbance. At the same time, the mechanical properties of the golf club shaft, particularly impact strength and torsional fracture strength, could be significantly increased.

【0039】実施例3 上記実施例1においては、クロス5をマトリクス樹脂が
塗布された両離型紙10で挟み、互の方へと押圧及び/
又は加熱することにより一体としたが、この実施例で
は、図10に図示されるように、離型紙10には、単に
マトリクス樹脂3が塗布されているのではなく、強化繊
維2として炭素繊維を使用した第1及び第2炭素繊維強
化プリプレグ4A、4Bが形成されているものを使用し
た。
Example 3 In the above Example 1, the cloth 5 was sandwiched between the two release papers 10 coated with the matrix resin, and pressed and / or pressed toward each other.
Alternatively, it is integrated by heating, but in this embodiment, as shown in FIG. 10, the release paper 10 is not simply coated with the matrix resin 3 but carbon fibers as the reinforcing fibers 2. The first and second carbon fiber reinforced prepregs 4A and 4B used were used.

【0040】つまり、第1及び第2炭素繊維強化プリプ
レグ4A、4Bは同じ構成のものとされ、厚さ120μ
mの離型紙10の上に厚み65μmにて形成されたもの
であった。強化繊維2としての炭素繊維は、繊維径が
7.0μmとされるPAN系の炭素繊維(東レ株式会社
製:商品名「T−300」)を使用し、マトリクス樹脂
3はエポキシ樹脂を使用した。又、該プリプレグにおけ
るマトリクス樹脂の含有量は35重量%であった。
That is, the first and second carbon fiber reinforced prepregs 4A and 4B have the same structure and have a thickness of 120 μm.
It was formed on the m-th release paper 10 with a thickness of 65 μm. As the carbon fiber as the reinforcing fiber 2, a PAN-based carbon fiber having a fiber diameter of 7.0 μm (manufactured by Toray Industries, Inc .: trade name “T-300”) was used, and the matrix resin 3 was an epoxy resin. .. The content of matrix resin in the prepreg was 35% by weight.

【0041】第1及び第2炭素繊維強化プリプレグ4
A、4Bの強化繊維2は縦糸6と整列するように一方向
に配列し、その他は、実施例1と同じにようにして、図
11に示す繊維強化プリプレグ1を作製した。
First and second carbon fiber reinforced prepreg 4
The reinforced fibers 2 of A and 4B were arranged in one direction so as to be aligned with the warp yarns 6, and otherwise the same as in Example 1 to produce the fiber reinforced prepreg 1 shown in FIG.

【0042】このような繊維強化プリプレグ1を最外層
に配置したゴルフクラブシャフトを製造し、その機械的
強度などを測定したが、実施例1のシャフトに比較し
て、より曲げ破壊強度及び剛性を向上せしめることがで
きた。
A golf club shaft having such a fiber reinforced prepreg 1 arranged in the outermost layer was manufactured, and its mechanical strength and the like were measured. As compared with the shaft of Example 1, the bending fracture strength and the rigidity were further improved. I was able to improve it.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上の如くに構成される本発明に係る繊
維強化プリプレグは、強化繊維の配列の乱れをなくし、
美感上好ましいのみならず、物性的バラつきをなくすと
共に、更に、靭性があり衝撃強度及び捩り破壊強度など
に優れた、スポーツレジャー用品、自転車のフレーム、
更には種々の機械部品用パイプ材を製造するのに好適に
使用し得るという特長を有する。
The fiber reinforced prepreg according to the present invention configured as described above eliminates the disorder of the arrangement of the reinforcing fibers,
Not only is it aesthetically pleasing, but it also eliminates variations in physical properties and is tough and has excellent impact strength and torsional fracture strength.
Further, it has a feature that it can be preferably used for manufacturing various pipe materials for machine parts.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る繊維強化プリプレグの断面構成図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a fiber reinforced prepreg according to the present invention.

【図2】本発明にて使用される強化繊維を織り込んだク
ロスの一例を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a cloth woven with reinforcing fibers used in the present invention.

【図3】本発明に係る繊維強化プリプレグの一つの製造
方法を説明する断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating one manufacturing method of the fiber reinforced prepreg according to the present invention.

【図4】本発明に使用される強化繊維の一つの形態を示
すストランドの断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a strand showing one form of a reinforcing fiber used in the present invention.

【図5】本発明に係る繊維強化プリプレグの他の実施例
の断面構成図である。
FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram of another embodiment of the fiber reinforced prepreg according to the present invention.

【図6】本発明にて使用される強化繊維を織り込んだク
ロスの他の例を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing another example of a cloth woven with reinforcing fibers used in the present invention.

【図7】本発明に係る繊維強化プリプレグの他の実施例
の断面構成図である。
FIG. 7 is a cross-sectional configuration diagram of another embodiment of the fiber reinforced prepreg according to the present invention.

【図8】本発明にて使用される強化繊維を織り込んだク
ロスの他の例を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing another example of a cloth woven with reinforcing fibers used in the present invention.

【図9】本発明にて使用される強化繊維を織り込んだク
ロスの更に他の例を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing still another example of a cloth woven with reinforcing fibers used in the present invention.

【図10】本発明に係る繊維強化プリプレグの他の製造
方法を説明する断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating another method for manufacturing the fiber reinforced prepreg according to the present invention.

【図11】本発明に係る繊維強化プリプレグの他の実施
例の断面構成図である。
FIG. 11 is a cross-sectional configuration diagram of another embodiment of the fiber reinforced prepreg according to the present invention.

【図12】従来の繊維強化プリプレグの断面構成図であ
る。
FIG. 12 is a cross-sectional configuration diagram of a conventional fiber reinforced prepreg.

【図13】従来の他の繊維強化プリプレグの断面構成図
である。
FIG. 13 is a cross-sectional configuration diagram of another conventional fiber-reinforced prepreg.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 繊維強化プリプレグ 3 マトリクス樹脂 4 繊維強化樹脂層(プリプレグ) 5 クロス 6 強化繊維(縦糸) 7 金属箔層(金属箔) 8 横糸 1 Fiber Reinforced Prepreg 3 Matrix Resin 4 Fiber Reinforced Resin Layer (Prepreg) 5 Cloth 6 Reinforced Fiber (Warp) 7 Metal Foil Layer (Metal Foil) 8 Weft

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一方向に所定の間隔にて配列される繊維
径が30〜500μmとされる強化繊維を縦糸とし、前
記強化繊維と同じ繊維或は他の異なる繊維を横糸として
織り込んだクロス(織物)にマトリクス樹脂が含浸され
て構成された繊維強化樹脂層と、前記繊維強化樹脂層の
一側に積層した金属箔層とを有することを特徴とする繊
維強化プリプレグ。
1. A cloth obtained by weaving reinforcing fibers arranged in one direction at predetermined intervals and having a fiber diameter of 30 to 500 μm as warp yarns, and weaving the same fibers as the reinforcing fibers or other different fibers as weft yarns. A fiber reinforced prepreg, comprising a fiber reinforced resin layer formed by impregnating a woven fabric) with a matrix resin, and a metal foil layer laminated on one side of the fiber reinforced resin layer.
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