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JPH0569492A - 中空棒状体の製造方法 - Google Patents

中空棒状体の製造方法

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Publication number
JPH0569492A
JPH0569492A JP3120471A JP12047191A JPH0569492A JP H0569492 A JPH0569492 A JP H0569492A JP 3120471 A JP3120471 A JP 3120471A JP 12047191 A JP12047191 A JP 12047191A JP H0569492 A JPH0569492 A JP H0569492A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mandrel
prepreg
thermoplastic resin
heated
powder
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.)
Withdrawn
Application number
JP3120471A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Abe
詠司 安部
Kunio Hiyama
邦夫 樋山
Toshiharu Fukushima
敏晴 福島
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.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha 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 Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Priority to JP3120471A priority Critical patent/JPH0569492A/ja
Priority to US07/853,978 priority patent/US5262118A/en
Publication of JPH0569492A publication Critical patent/JPH0569492A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ゴルフクラブ用シャフト等に用いられる繊維
強化熱可塑性プラスチック(FRTP)製の中空棒状体
を製造する際に、マンドレル2の表面に熱可塑性樹脂の
粉末5を加熱状態で付着せしめ、次いで強化繊維と熱可
塑性樹脂からなるプリプレグ1をマンドレル2に巻き付
けた後、これを加熱成形する。 【効果】 ローリングマシンを用いてプリプレグをマン
ドレルに巻き付けることが可能になり、巻き付け工程に
おける作業性が向上する。熱可塑性樹脂粉末はプリプレ
グのマトリックスとして用いた熱可塑性樹脂と同一の樹
脂を使用することができ、これらの物性の違いに起因す
る不都合を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はゴルフクラブ用シャフト
等に用いられる繊維強化熱可塑性プラスチック(FRT
P)製の中空棒状体を製造する方法に関し、プリプレグ
を巻き付けるマンドレルに、予め粉末状の熱可塑性樹脂
を加熱状態で付着せしめることにより、ローリングマシ
ンを用いてプリプレグをマンドレルに巻き付けることが
できるようにし、巻き付け工程における作業性を向上せ
しめるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、ゴルフクラブ用シャフトとし
て繊維強化プラスチック(FRP)製シャフトが製造さ
れている。これは、マンドレルにシート状あるいはテー
プ状に成形されたプリプレグを巻き付け、これを加熱成
形して製造されるものである。例えば、カーボン繊維に
マトリックスとして熱硬化性のエポキシ樹脂を含浸させ
て、プリプレグシートを形成し、これをマンドレルに巻
き付け、さらに加熱すことによって上記プリプレグシー
トの接合、成形を行いFRP製シャフトを製造してい
た。そして、プリプレグシートをマンドレルに巻き付け
る工程においては、予めマンドレル表面に熱硬化性接着
剤を塗布し、常温下でこの接着剤の粘着性を利用しつ
つ、ローリングマシンによって巻き付けを行っていた。
【0003】最近では、このような熱硬化性樹脂をマト
リックスとするシャフトよりも、耐衝撃性、振動減衰性
等の性能に優れたシャフトとして、熱可塑性樹脂をマト
リックスとするFRTP製シャフトが製造されるように
なった。FRTP製ゴルフクラブ用シャフトの製法とし
ては、特開平1−185274号公報や特開平2−31
770号公報に開示されたものがある。これら公報記載
の製法は、まずポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑
性樹脂をカーボン繊維に含浸したプリプレグシートを、
予め加熱されたマンドレルに加熱軟化状態で1層または
多層に巻き付ける。次いで、このプリプレグシートの上
からテフロンテープ等の耐熱非粘着性テープを張力をか
けつつ巻回して締め付けた後、2つ割りの金型内に収容
し、冷却後金型、マンドレル等を取り外してシャフトと
するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
FRTP製シャフトの製造工程中、プリプレグシートを
予め加熱されたマンドレルに加熱軟化状態で巻き付ける
工程において、FRP製シャフトの製造工程と同様に、
マンドレルの表面に熱硬化性の接着剤を塗布してローリ
ングマシンによって巻き付けを行おうとしても、マンド
レルの表面温度が300〜350℃と高温なために、そ
の接着剤はマンドレル表面ですぐに硬化してしまい粘着
性を失う。したがってFRTP製シャフトの製造に際し
ては、接着剤の粘着性を利用した、ローリングマシンに
よるプリプレグシートの巻き付けを行うことができず、
巻き付けの作業が困難であった。
【0005】この発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、マトリックスとして熱可塑性樹脂を用いたプリプレ
グをローリングマシンを用いてマンドレルに巻き付ける
ことができ、巻き付けにおける作業性を向上せしめるよ
うにした中空棒状体の製造方法の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の中空棒状体の
製造方法はマンドレルの表面に上記熱可塑性樹脂粉末を
加熱状態で付着せしめた後、強化繊維と熱可塑性樹脂か
らなるプリプレグをマンドレルに巻き付け、加熱成形す
ることを前記課題の解決手段とした。
【0007】以下、本発明を詳しく説明する。本発明で
用いられる熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリブ
チレンテレフタレート、ポリオキシメチレン(アセター
ル樹脂)、ポリカーボネイト、変性ポリフェニレンスル
ファイドなどのエンジニアリングプラスチックであっ
て、その分子量が5,000〜1,000,000のも
のが用いられ、好ましくは、22,500前後のものが
用いられる。これらは、単独で用いられてもよく、また
2種以上のブレンドポリマーとして用いられてもよい。
【0008】また、本発明で用いられる上記熱可塑性樹
脂の粉末は、粒径が7メッシュ以下のものが用いられ、
好ましくは、60メッシュのものが用いられる。
【0009】また、本発明で用いられる強化繊維として
は、カーボン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等が用い
られ、これらの単独使用または2種以上の併用使用のい
ずれでもよい。また、強化繊維の形態としては、多数本
のフィラメントを一方向に並べたロービングが主に用い
られるが、これ以外にロービングクロス等を用いること
ができる。
【0010】上記強化繊維と熱可塑性樹脂とからなるプ
リプレグは、例えば粉末状の熱可塑性樹脂を強化繊維上
に散布し、加熱溶融して含浸せしめる方法や、熱可塑性
樹脂をフィラメント化し、このフィラメントを強化繊維
とともにロービング化する方法等によって製造すること
ができる。そしてプリプレグ中の強化繊維量は体積比で
40〜80%程度が好ましい。また、プリプレグの形態
としてはシート状、テープ状等があり、マンドレルへの
巻き付けの操作性の点からはテープ状のものが好まし
い。
【0011】このようなプリプレグ1を図1に示すよう
にマンドレル2に巻き付けることによって中空棒状体を
製造する。その工程の例を図2ないし図4に示し、以下
これらの図を参照しながら説明する。また図4はテーパ
状のマンドレル2にプリプレグ1をスパイラル状に巻き
付けるためのローリングマシンを示したものである。こ
のローリングマシンは上下方向に進退可能かつ回転軸6
を中心として回転自在な上盤7および水平方向に進退可
能な下盤8とによって概略構成されている。
【0012】まず図2に示すように、加熱炉3等の加熱
手段を用いてマンドレル2を加熱する。この時のマンド
レル2の温度は300〜350℃の範囲に加熱されるの
が好ましい。次いで、加熱されたマンドレル2の表面に
熱可塑性樹脂の粉末5を付着せしめる。ここで、付着手
段は任意で構わないが、例えば、図3に示すように、熱
可塑性樹脂の粉末5が供給された平板4上でマンドレル
2を転動させる等の方法によって、マンドレル2の表面
にこの粉末5を付着せしめてもよい。あるいは、熱可塑
性樹脂の粉末5の付着手段として、常温または加熱され
たマンドレル2に、予め加熱して溶融状態とした粉末5
を散布することによりマンドレル2の表面にこの粉末5
を加熱溶融状態に付着させることもできる。また、マン
ドレル2の表面に付着せしめる熱可塑性樹脂粉末5の付
着量は1〜100g/m2の範囲で設定され、好ましく
は3〜10g/m2に設定される。
【0013】次いで、表面に熱可塑性樹脂粉末5が付着
されたマンドレル2を再び図2に示すような加熱炉3等
の加熱手段を用いて加熱し、その熱可塑性樹脂粉末5を
溶融状態とする。ここでの加熱温度は、熱可塑性樹脂と
して結晶性高分子を用いた場合にはその結晶性高分子の
融点よりも高く、その差が0〜100℃の範囲で設定さ
れ、好ましくはその差が5〜20℃に設定される。また
非結晶性高分子を用いた場合には、その非結晶性高分子
のガラス転移点よりも高く、その差が30〜200℃の
範囲で設定され、好ましくはその差が70〜150℃に
設定される。
【0014】次いで図4に示すように、マンドレル2お
よびプリプレグ1をローリングマシンの下盤8上に配
し、このマンドレル2を下盤8と上盤7とで挾持する。
上盤7によってマンドレル2に下向きの圧力をかけつ
つ、この上盤7を回転軸6を中心としてテーパ状のマン
ドレル2の大径部がプリプレグ1へ向かう方向に回転さ
せるとともに、下盤8をプリプレグ1がマンドレル2へ
向かう方向に前進させて、マンドレル2をプリプレグ1
上で転動させ、その周上にプリプレグ1をスパイラル状
に巻き付ける。このとき、プリプレグ1の巻き付け方向
は、プリプレグ1中の強化繊維の配列方向とマンドレル
2の軸方向とのなす角度が0〜90度、すなわち、繊維
方向がマンドレル2の軸方向に平行なものから直交のも
のまでの範囲で適宜設定される。プリプレグ1の層数
は、通常所望の厚みとなるように複数層とされ、各回の
巻き付け層毎に繊維方向を上述の範囲で変えることもで
きる。
【0015】このような巻き付け工程においては、マン
ドレル2の表面に付着された熱可塑性樹脂の粉末5が溶
融状態となって粘着剤の役割を果たすため、ローリング
マシンによってマンドレル2をプリプレグ1上で転動さ
せるだけで、容易にプリプレグ1を巻き付けることがで
きる。
【0016】この後、プリプレグ1が巻き付けられたマ
ンドレル2を公知の手段によって加熱成形する。例え
ば、マンドレル2上のプリプレグ1の上からテフロンテ
ープ等の耐熱非粘着性テープを張力を加えながら巻き付
けて締め付けた後、これを加圧加熱することによって、
プリプレグ1を形成する熱可塑性樹脂をその溶融温度以
上に加熱して溶融し、プリプレグ1の各層間を溶融接合
して成形一体化する。冷却後、耐熱非熱着テープを取り
外し、マンドレル2を抜き取って中空の棒状体を得る。
【0017】
【実施例】以下、ゴルフクラブ用シャフトを例に挙げて
本発明の実施例を説明する。
【0018】マンドレル2として、大径部の外径が1
2.57mm、小径部の外径が4.58mm、長さが146
5mmの鋼製のものを用意した。
【0019】一方、シート状のプリプレグ1を用意し
た。カーボン繊維ロービングにポリカーボネイトを含浸
し、第1層用のプリプレグシート1を用意した。このプ
リプレグシート1の形状は上底53mm、下底136mm、
高さ1193mmの台形状で、繊維量は16.9g(50
体積%)とし、この層の繊維方向とマンドレル2の軸方
向との角度は+45度とした。同様にして第2層用のプ
リプレグシート1を用意し、この層の繊維方向とマンド
レル2の軸方向との角度は−45度とした。また、第3
層用のプリプレグシート1の形状は上底66mm、下底1
50mm、高さ1163mmの台形状で、繊維量は19.1
g(50体積%)とし、この層の繊維方向とマンドレル
2の軸方向との角度は0度とした。
【0020】まず、マンドレル2を加熱炉3に収容して
300℃に加熱した。次いで粉末5状のポリカーボネイ
トをマンドレル2の表面に付着させた。ここで、ポリカ
ーボネイト粉末5の分子量は22500(融点215〜
225℃)、粒径は60メッシュパス、マンドレル2表
面への付着量は4〜7g/m2とした。次いで、このマ
ンドレル2を再び加熱炉3に収容して300℃で15分
間加熱し、ポリカーボネイト粉末5を溶融状態とした。
次いでローリングマシンによってこのマンドレル2に、
上記の第1層用、第2層用および第3層用のプリプレグ
シート1を順次巻き付けた。
【0021】この上から、さらにテフロン製のテープを
張力をかけつつ巻き回した後、2つ割りの金型内に収容
し、加熱加圧してプリプレグシート1を成形一体化して
成形し、冷却後金型、マンドレル2を取り外してシャフ
トを得た。
【0022】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の中空棒状
体の製造方法は、マンドレルの表面に熱可塑性樹脂の粉
末を加熱状態で付着せしめた後、強化繊維と熱可塑性樹
脂からなるプリプレグをマンドレルに巻き付け、加熱成
形するものである。したがって、マンドレルの表面に付
着された熱可塑性樹脂の粉末が溶融状態となって粘着剤
の役割を果たすため、従来はローリングマシンによる巻
き付けが困難であった、マトリックスとして熱可塑性樹
脂を用いたプリプレグを、ローリングマシンを用いてマ
ンドレルに容易に巻き付けることができ、巻き付け工程
における作業性を向上させることができる。また、熱可
塑性樹脂粉末はプリプレグのマトリックスとして用いた
熱可塑性樹脂と同一の樹脂を使用することができるた
め、巻き付け温度における、粘着剤としての熱可塑性樹
脂粉末とプリプレグとが常に同様の溶融状態となり、物
性の違いによって粘着剤だけが硬化するという不都合を
防止することができる。さらに同様の理由により、熱硬
化性樹脂粉末とプリプレグとの間の物性の違いに起因す
る、得られた製品における物性の変化等の不都合を防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 プリプレグが巻き付けられたマンドレルを示
す斜視図である。
【図2】 本発明の製造方法の一例でマンドレルの加熱
工程の説明図である。
【図3】 本発明の製造方法の一例でマンドレルに熱可
塑性樹脂粉末を付着せしめる工程の説明図である。
【図4】 本発明の製造方法の一例でマンドレルにプリ
プレグを巻き付ける工程の説明図である。
【符号の説明】
1…プリプレグ、2…マンドレル、5…熱可塑性樹脂粉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29K 105:08 B29L 23:22 4F 31:52 4F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 強化繊維と熱可塑性樹脂からなるプリプ
    レグをマンドレルに巻き付け、加熱成形する中空棒状体
    の製造方法において、 上記マンドレルの表面に上記熱可塑性樹脂の粉末を加熱
    状態で付着せしめ、次いで上記プリプレグの巻き付けを
    行うことを特徴とする中空棒状体の製造方法。
JP3120471A 1991-03-22 1991-05-24 中空棒状体の製造方法 Withdrawn JPH0569492A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3120471A JPH0569492A (ja) 1991-05-24 1991-05-24 中空棒状体の製造方法
US07/853,978 US5262118A (en) 1991-03-22 1992-03-20 Method for producing a hollow FRP article

Applications Claiming Priority (1)

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JP3120471A JPH0569492A (ja) 1991-05-24 1991-05-24 中空棒状体の製造方法

Publications (1)

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JPH0569492A true JPH0569492A (ja) 1993-03-23

Family

ID=14786997

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JP3120471A Withdrawn JPH0569492A (ja) 1991-03-22 1991-05-24 中空棒状体の製造方法

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Effective date: 19980806