JPH03221412A - Hybrid prepreg and manufacture thereof - Google Patents
Hybrid prepreg and manufacture thereofInfo
- Publication number
- JPH03221412A JPH03221412A JP2016706A JP1670690A JPH03221412A JP H03221412 A JPH03221412 A JP H03221412A JP 2016706 A JP2016706 A JP 2016706A JP 1670690 A JP1670690 A JP 1670690A JP H03221412 A JPH03221412 A JP H03221412A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fibers
- fiber
- boron
- carbon
- glass
- 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
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 38
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 323
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 125
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 125
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 114
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 114
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 102
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 66
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 66
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 35
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 abstract description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 abstract description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 abstract description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 241000531908 Aramides Species 0.000 abstract 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 abstract 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 18
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 18
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 7
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000013039 cover film Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 2
- PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N bisphenol F Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C=C1 PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFEQENGXSMURHA-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethanamine Chemical compound NCC1CO1 AFEQENGXSMURHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- ITNADJKYRCCJNX-UHFFFAOYSA-N 3-(2,3-diaminophenyl)sulfonylbenzene-1,2-diamine Chemical compound NC1=CC=CC(S(=O)(=O)C=2C(=C(N)C=CC=2)N)=C1N ITNADJKYRCCJNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VPWNQTHUCYMVMZ-UHFFFAOYSA-N 4,4'-sulfonyldiphenol Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(O)C=C1 VPWNQTHUCYMVMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004641 Diallyl-phthalate Substances 0.000 description 1
- QUDWYFHPNIMBFC-UHFFFAOYSA-N bis(prop-2-enyl) benzene-1,2-dicarboxylate Chemical compound C=CCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC=C QUDWYFHPNIMBFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000011353 cycloaliphatic epoxy resin Substances 0.000 description 1
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZZTCPWRAHWXWCH-UHFFFAOYSA-N diphenylmethanediamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(N)(N)C1=CC=CC=C1 ZZTCPWRAHWXWCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、炭素繊維及びガラス繊維と、ボロン繊維と、
これら繊維とは異なる、例えばチタン繊維、アモルファ
ス繊維、ステンレススチール繊維のような金属繊維；ア
ルミナ繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維のような無機
繊維；種々の有機繊維などから選択された一種又は複数
種の他の異種繊維とを強化繊維として有したハイブリッ
ドプリプレグ及びその製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides carbon fibers, glass fibers, boron fibers,
One or more of metal fibers different from these fibers, such as titanium fibers, amorphous fibers, and stainless steel fibers; inorganic fibers such as alumina fibers, silicon carbide fibers, and silicon nitride fibers; various organic fibers, etc. The present invention relates to a hybrid prepreg having different types of fibers as reinforcing fibers, and a method for manufacturing the same.
先里立且薯
近年、炭素繊維を強化繊維として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
シャフト、釣り竿の製造に際しても、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。In recent years, prepregs using carbon fiber as reinforcing fibers have been widely used in various technical fields, for example in the manufacture of golf shafts and fishing rods, because they are lightweight and have high mechanical strength. It has been widely used and has achieved very good results.
しかしながら、更に、強度及び弾性率の点で、特にゴル
フシャフトなどにおいては飛距離の増大、粘りなどの改
良が望まれており、斯る要望プリプレグの強化繊維とは
異なるボロン繊維を強化繊維として用いる使用法が提案
され、そのための研究が盛んに行われている。However, in terms of strength and modulus of elasticity, it is desired to increase flight distance and improve stickiness, especially for golf shafts, and such demands require the use of boron fibers as reinforcing fibers, which are different from the reinforcing fibers of prepreg. Methods for its use have been proposed, and research for this purpose is actively being conducted.
発明が解決しようと課題
現在、この目的のためのハイブリッドプリプレグとして
は、第１２図に図示するような構成のものが提案され又
使用されている。Problems to be Solved by the InventionCurrently, as a hybrid prepreg for this purpose, one having a configuration as shown in FIG. 12 has been proposed and used.
つまり、第１２図のハイブリッドプリプレグは、炭素繊
維２を強化繊維として使用したプリプレグ４の上に、該
炭素繊維２とは異なるボロン繊維６を等間隔にて配列す
ることにより形成される。That is, the hybrid prepreg shown in FIG. 12 is formed by arranging boron fibers 6 different from the carbon fibers 2 at equal intervals on the prepreg 4 using the carbon fibers 2 as reinforcing fibers.
このようなハイブリッドプリプレグは簡単に製造し得て
、機械的強度の向上を達成し、ゴルフシャフトなどにお
いては飛距離の増大を実現し得るが、プリプレグ４とボ
ロン繊維６との接合が十分でなく、場合によっては所望
の機械的強度を十分に発揮し得ないことがあり、問題で
ある。Although such a hybrid prepreg can be easily produced and can achieve improved mechanical strength and increase flight distance in golf shafts, etc., the bonding between the prepreg 4 and the boron fiber 6 is insufficient. However, in some cases, the desired mechanical strength may not be fully exhibited, which is a problem.
更に、最近では、特にゴルフシャフトなどに使用する場
合においては、使用時の感触（打球感）及び耐衝撃性の
向上などが要求される。Furthermore, recently, especially when used in golf shafts, improvements in feel during use (hitting feeling) and impact resistance are required.
又、ボロン繊維６は直径が大であり、そのために、一般
にハイブリッドプリプレグの厚さも大とならざるをえず
、薄物のハイブリッドプリプレグを提供することが困難
であるという問題をも有していた。Further, the diameter of the boron fiber 6 is large, and therefore, the thickness of the hybrid prepreg must also be generally large, and there is also the problem that it is difficult to provide a thin hybrid prepreg.
本発明者らは、これらの問題を解決するべく多くの研究
実験の結果、ハイブリッドプリプレグ中に、強化繊維と
して一例に炭素繊維を、又他側にガラス繊維を配列し、
更にこれら繊維間にボロン繊維、及びこれら繊維とは異
なる、例えばチタン繊維、アモルファス繊維、ステンレ
ススチール繊維のような金属繊維；他のアルミナ繊維、
炭化珪素繊維、窒化珪素繊維のような無機繊維；アラミ
ド繊維、ボリアリレート繊維、ポリエチレン繊維のよう
な種々の有機繊維などから選択された一種又は複数種の
他の異種繊維を強化繊維として含ませることによって、
該ハイブリッドプリプレグをゴルフシャフトなどに使用
した場合には、機械的強度、飛距離を低下させることな
く、使用時の感触（打球感）及び耐衝撃性の向上、更に
は成形加工性などが改善されることが分かった。As a result of many research experiments in order to solve these problems, the present inventors arranged carbon fiber on one side as reinforcing fibers and glass fiber on the other side in a hybrid prepreg,
Further, among these fibers are boron fibers, and metal fibers different from these fibers, such as titanium fibers, amorphous fibers, and stainless steel fibers; other alumina fibers,
One or more types of other different fibers selected from inorganic fibers such as silicon carbide fibers and silicon nitride fibers; various organic fibers such as aramid fibers, polyarylate fibers, and polyethylene fibers may be included as reinforcing fibers. By,
When the hybrid prepreg is used in golf shafts, etc., it improves the feel during use (hitting feeling) and impact resistance, as well as improves moldability, without reducing mechanical strength or flight distance. I found out that
本発明は斯る新規な知見に基づきなされたものである。The present invention has been made based on this new knowledge.
従って、本発明の目的は、従来のハイブリッドプリプレ
グに比較して、引張強度、弾性率などの物性の向上を図
ることができ、特にゴルフシャフトなどに使用した場合
においては機械的強度、飛距離を低下させることなく、
使用時の感触（打球感）及び耐衝撃性が向上し、更には
成形加工性などが改善され、且つ薄物のプリプレグを提
供することのできるハイブリッドプリプレグ及びその製
造方法を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to be able to improve physical properties such as tensile strength and elastic modulus compared to conventional hybrid prepregs, and in particular to improve mechanical strength and flight distance when used for golf shafts. without reducing
An object of the present invention is to provide a hybrid prepreg capable of providing a thin prepreg having improved feel during use (hitting feeling) and impact resistance, improved moldability, and a method for producing the same.
更に、本発明の他の目的は、後で詳しく説明されるよう
に、各種強化繊維の長さ方向の乱れがなく配列し、プリ
プレグの機械的物性が良く、且つ、美感的にも好ましい
ハイブリッドプリプレグの製造方法を提供することであ
る。Furthermore, as will be explained in detail later, another object of the present invention is to provide a hybrid prepreg in which various reinforcing fibers are arranged without any disturbance in the longitudinal direction, the prepreg has good mechanical properties, and is aesthetically pleasing. An object of the present invention is to provide a manufacturing method.
を するための
上記諸国的は本発明に係るハイブリッドプリプレグ及び
その製造方法にて達成される。要約すれば本発明は、一
側に、強化繊維として一方向に配列された炭素繊維を有
し、他側に、強化繊維として、前記炭素繊維と同一方向
に配列されたガラス繊維を有したハイブリッドプリプレ
グであって、更に、ボロン繊維と、前記ボロン繊維、炭
素繊維及びガラス繊維とは異なる一種又は複数種の異種
繊維とを、前記炭素繊維及びガラス繊維と同一方向に配
列したことを特徴とするハイブリッドプリプレグである
。The above-mentioned methods for achieving the above can be achieved by the hybrid prepreg and the method for producing the same according to the present invention. In summary, the present invention provides a hybrid having carbon fibers arranged in one direction as reinforcing fibers on one side and glass fibers arranged in the same direction as the carbon fibers on the other side as reinforcing fibers. The prepreg is further characterized in that boron fibers and one or more different types of fibers different from the boron fibers, carbon fibers and glass fibers are arranged in the same direction as the carbon fibers and glass fibers. It is a hybrid prepreg.
このような本発明に係るハイブリッドプリプレグは、炭
素繊維を強化繊維として使用した一方向炭素繊維強化ブ
リプレグと、前記炭素繊維と同一方向に配列されたガラ
ス繊維を強化繊維として使用した一方向ガラス繊維強化
プリプレグとによって、前記炭素繊維及びガラス繊維と
同一方向に配列された、ボロン繊維と、前記ボロン繊維
、炭素繊維及びガラス繊維とは異なる一種又は複数種の
異種繊維とを挟持し、一体とすることを特徴とする製造
方法にて好適に製造され、特に、ドラムワインダを使用
して効率よく実現し得る。Such a hybrid prepreg according to the present invention includes a unidirectional carbon fiber reinforced prepreg using carbon fibers as reinforcing fibers, and a unidirectional glass fiber reinforced prepreg using glass fibers arranged in the same direction as the carbon fibers as reinforcing fibers. By means of a prepreg, boron fibers arranged in the same direction as the carbon fibers and glass fibers, and one or more different types of fibers different from the boron fibers, carbon fibers and glass fibers are sandwiched and integrated. It can be suitably manufactured by a manufacturing method characterized by the following, and can be realized particularly efficiently using a drum winder.
つまり、本発明に係るハイブリッドプリプレグは、（ａ
）所定の直径を有したドラムの周面に、炭素繊維を強化
繊維として使用した一方向炭素繊維強化プリプレグを、
炭素繊維の配列方向がドラムの周方向に整列するように
して巻き付ける工程、（ｂ）前記ドラムに巻き付けられ
た一方向炭素繊維強化プリプレグの周面上に、ボロン繊
維と、前記ボロン、炭素繊維及びガラス繊維とは異なる
一種又は複数種の異種繊維とを一定ピッチにて巻き付け
る工程、（Ｃ）前記ドラムに巻き付けた状態で、或は前
記ドラムより外した状態にて、更に、前記ボロン繊維及
び異種繊維が整列された一方向炭素繊維強化プリプレグ
の表面を覆って、ガラス繊維を強化繊維として使用した
一方向ガラス繊維強化プリプレグを、ガラス繊維の配列
方向がドラムの周方向に整列するようにして重ね合せる
工程、を有することを特徴とする製造方法にて好適に製
造される。In other words, the hybrid prepreg according to the present invention has (a
) A unidirectional carbon fiber reinforced prepreg using carbon fiber as reinforcing fiber is placed on the circumference of a drum with a predetermined diameter.
a step of winding the carbon fibers so that the arrangement direction of the carbon fibers is aligned in the circumferential direction of the drum; (b) boron fibers and the boron, carbon fibers, and a step of winding one or more types of different types of fibers different from glass fibers at a constant pitch; Covering the surface of the unidirectional carbon fiber reinforced prepreg with aligned fibers, stack the unidirectional glass fiber reinforced prepreg using glass fibers as reinforcing fibers so that the alignment direction of the glass fibers is aligned in the circumferential direction of the drum. It is suitably manufactured by a manufacturing method characterized by having a step of combining.
更に、本発明の他の製造方法によれば、上記本発明に従
った構成の長尺のハイブリッドプリプレグが容易に製造
される。Furthermore, according to another manufacturing method of the present invention, a long hybrid prepreg having the configuration according to the present invention described above can be easily manufactured.
つまり、本発明に係る一つの製造方法は、一側にて強化
繊維として一方向に配列された炭素繊維と、他側にて強
化繊維として、前記炭素繊維と同一方向に配列されたガ
ラス繊維との中に、ボロン繊維と、前記ボロン繊維、炭
素繊維及びガラス繊維とは異なる一種又は複数種の異種
繊維とを、前記炭素繊維及びガラス繊維と同一方向に配
列した長尺のハイブリッドプリプレグの製造方法であっ
て、（ａ）ボロン繊維と、前記異種繊維とを所定間隔に
整列して連続的に供給すること、（ｂ）前記ボロン繊維
と異種繊維とを挟持する態様で、炭素繊維及びガラス繊
維がそれぞれ強化繊維として離型紙に保持された炭素繊
維強化プリプレグ及びガラス繊維強化プリプレグを、整
列された前記ボロン繊維及び異種繊維の各側面部からこ
れら繊維に添わせて連続的に供給すること、（ｃ）前記
離型紙付炭素繊維強化プリプレグ、ボロン繊維及び異種
繊維、並びに離型紙付ガラス繊維強化プリプレグを、前
記離型紙付炭素繊維強化プリプレグ及び前記離型紙付ガ
ラス繊維強化プリプレグの合計厚みの０．７〜０．８倍
の厚みにまで押圧し、且つ前記炭素繊維強化プリプレグ
及び前記ガラス繊維強化プリプレグ中のマトリクス樹脂
の粘度が１０００〜５００００ｃｐとなるまで加熱する
こと、を特徴とする長尺のハイブリッドプリプレグの製
造方法である。In other words, one manufacturing method according to the present invention uses carbon fibers arranged in one direction as reinforcing fibers on one side, and glass fibers arranged in the same direction as the carbon fibers as reinforcing fibers on the other side. A method for producing a long hybrid prepreg in which boron fibers and one or more types of different fibers different from the boron fibers, carbon fibers and glass fibers are arranged in the same direction as the carbon fibers and glass fibers. (a) boron fibers and the different types of fibers are arranged at predetermined intervals and continuously supplied; (b) the boron fibers and the different types of fibers are sandwiched between carbon fibers and glass fibers; continuously supplying carbon fiber-reinforced prepreg and glass fiber-reinforced prepreg, each of which is held on a release paper as reinforcing fibers, from each side of the aligned boron fibers and different types of fibers along with these fibers, ( c) The carbon fiber-reinforced prepreg with release paper, boron fibers and different fibers, and the glass fiber-reinforced prepreg with release paper have a thickness of 0.0% of the total thickness of the carbon fiber-reinforced prepreg with release paper and the glass fiber-reinforced prepreg with release paper. A long hybrid, characterized by pressing it to a thickness of 7 to 0.8 times and heating it until the viscosity of the matrix resin in the carbon fiber reinforced prepreg and the glass fiber reinforced prepreg becomes 1000 to 50000 cp. This is a method for manufacturing prepreg.
又、他の発明によれば、一側にて強化繊維として一方向
に配列された炭素繊維と、他側にて強化繊維として、前
記炭素繊維と同一方向に配列されたガラス繊維との中に
、ボロン繊維と、前記ボロン繊維、炭素繊維及びガラス
繊維とは異なる一種又は複数種の異種繊維とを、前記炭
素繊維及びガラス繊維と同一方向に配列した長尺のハイ
ブリッドプリプレグの製造方法であって、（ａ）ボロン
繊維と、前記異種繊維とを所定間隔に整列して連続的に
供給すること、（ｂ）開繊手段にて開繊した炭素繊維を
、整列された前記ボロン繊維及び異種繊維の一側へと、
又、開繊手段にて開繊したガラス繊維を、整列された前
記ボロン繊維及び異種繊維の他側へと、両側から該ボロ
ン繊維及び異種繊維に添わせて連続的に供給すること、
（ｃ）前記炭素繊維、ボロン繊維、異種繊維及びガラス
繊維を挟持する態様で、第１及び第２樹脂塗工紙を前記
炭素繊維、ボロン繊維、異種繊維及びガラス繊維に添わ
せて連続的に供給すること、（ｄ）前記第１樹脂塗工紙
、炭素繊維、ボロン繊維、異種繊維及びガラス繊維、並
びに第２樹脂塗工紙を加圧加熱して一体とし、前記炭素
繊維、ボロン繊維、異種繊維及びガラス繊維に前記第１
及び第２樹脂塗工紙中のマトリクス樹脂を含浸させるこ
と、を特徴とする長尺のハイブリッドプリプレグの製造
方法が提供される。According to another invention, carbon fibers are arranged in one direction as reinforcing fibers on one side, and glass fibers are arranged in the same direction as the carbon fibers as reinforcing fibers on the other side. , a method for producing a long hybrid prepreg in which boron fibers and one or more types of different fibers different from the boron fibers, carbon fibers and glass fibers are arranged in the same direction as the carbon fibers and glass fibers, (a) boron fibers and the different types of fibers are aligned at predetermined intervals and continuously supplied; (b) the carbon fibers opened by a fiber opening means are fed into the aligned boron fibers and the different types of fibers; to one side of
Further, continuously supplying the glass fibers opened by the opening means to the other side of the aligned boron fibers and different types of fibers along with the boron fibers and different types of fibers from both sides;
(c) Continuously attach the first and second resin-coated papers to the carbon fibers, boron fibers, different types of fibers, and glass fibers in such a manner that they sandwich the carbon fibers, boron fibers, different types of fibers, and glass fibers. (d) pressurize and heat the first resin-coated paper, carbon fibers, boron fibers, different fibers and glass fibers, and the second resin-coated paper to integrate them, and combine the carbon fibers, boron fibers, Said first to different fibers and glass fibers
and impregnating a second resin-coated paper with a matrix resin.
見豊北
次に、本発明に係るハイブリッドプリプレグ及びその製
造方法について図面に即して更に詳しく説明する。Next, the hybrid prepreg and method for manufacturing the same according to the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings.
第１図に、本発明に係るハイブリッドプリプレグｌの一
実施例が示される。本実施例によると、ハイブリッドプ
リプレグ１は、−例に強化繊維として一方向に配列され
た炭素繊維２を有し、他側に、該炭素繊維２と同一方向
に配列されたガラス繊維３を有し、更に斯る繊維２．３
中に、ボロン繊維６と、ボロン繊維６、炭素繊維２及び
ガラス繊維３とは異なる異種繊維８とが、炭素繊維２及
びガラス繊維３と同一方向に配列して構成される。本実
施例にてボロン繊維６と異種繊維８とは交互に配置され
ているが、ボロン繊維６と異種繊維８との配置方法はこ
れに、限定されるものではなく、所望に応じて任意の配
置とし得る。FIG. 1 shows an embodiment of a hybrid prepreg l according to the present invention. According to this embodiment, the hybrid prepreg 1 has, for example, carbon fibers 2 arranged in one direction as reinforcing fibers, and glass fibers 3 arranged in the same direction as the carbon fibers 2 on the other side. and further such fibers 2.3
Inside, boron fibers 6 and fibers 8 different from the boron fibers 6, carbon fibers 2, and glass fibers 3 are arranged in the same direction as the carbon fibers 2 and glass fibers 3. In this embodiment, the boron fibers 6 and the different types of fibers 8 are arranged alternately, but the arrangement method of the boron fibers 6 and the different types of fibers 8 is not limited to this, and any method can be used as desired. It can be arranged as follows.
又、ボロン繊維６及び異種繊維８は、第１図に図示され
るように、一方向繊維プリプレグ４の中央部に位置する
のが好ましいが、第２図のように僅かに中心部より偏っ
て、炭素繊維２側に、或は、ガラス繊維３側に配置され
たとしても同等の作用効果を発揮し得る。Further, the boron fibers 6 and the different types of fibers 8 are preferably located at the center of the unidirectional fiber prepreg 4 as shown in FIG. Even if it is placed on the carbon fiber 2 side or the glass fiber 3 side, the same effect can be achieved.
更に、本発明によれば、ハイブリッドプリプレグ１中に
含まれる異種繊維８は、一種類である必要はなく、複数
種類の、例えば２．３種類の互いに異なる異種繊維とす
ることができる。例えば、第３図には、異種繊維８とし
て互いに異なる２種類の異種繊維８ａ、８ｂを有する実
施例が示される。Further, according to the present invention, the different types of fibers 8 contained in the hybrid prepreg 1 do not need to be one type, but can be a plurality of types, for example, 2.3 types of different types of different types of fibers. For example, FIG. 3 shows an embodiment in which the different types of fibers 8 include two different types of different types of fibers 8a and 8b.
このように異種繊維８として複数種類の異種繊維８ａ、
８ｂを含む場合には、第３図のように、ボロン繊維６の
間に複数種類の異種繊維８ａ、８ｂを配置しても良く、
又、第４図に図示するように、ボロン繊維６を基準とし
て複数種類の異種繊維８ａ、８ｂを交互に配置するよう
にしても良い。斯る、異種繊維８（８ａ、８ｂ）とボロ
ン繊維６との配置関係は、上述したように所望に応じて
任意に選択されるであろう。In this way, the different types of fibers 8 include a plurality of types of different types of fibers 8a,
8b, multiple types of different types of fibers 8a and 8b may be arranged between the boron fibers 6 as shown in FIG.
Furthermore, as shown in FIG. 4, a plurality of different types of fibers 8a and 8b may be alternately arranged with the boron fiber 6 as a reference. The arrangement relationship between the different types of fibers 8 (8a, 8b) and the boron fibers 6 may be arbitrarily selected as desired, as described above.
本発明に使用されるボロン繊維６は、通常、繊維径が５
０〜１５０ｔＬｍのものが使用され、好ましくは７０〜
１２０μｍとされる。The boron fiber 6 used in the present invention usually has a fiber diameter of 5.
0 to 150 tLm is used, preferably 70 to 150 tLm.
It is assumed to be 120 μm.
異種繊維８としては、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５０〜１５０μｍとされ、好ま
しくは７０〜１２０μｍとされる。The different types of fibers 8 include titanium fibers, amorphous fibers,
Metal fibers such as stainless steel fibers are preferably used, and the diameter of such fibers is usually 50 to 150 μm, preferably 70 to 120 μm.
更に、本発明に従えば、異種繊維８としては、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、或
はアラミド繊維、ボリアリレート繊維、ポリエチレン繊
維などの種々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ｆ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ｆを異種繊維８として使用する
場合には、第５図に図示するように繊維ｆを多数本束ね
たストランド（繊維束）の形態にて使用される。Further, according to the present invention, as the different fibers 8, inorganic fibers such as alumina fibers, silicon carbide fibers, and silicon nitride fibers, or various organic fibers such as aramid fibers, polyarylate fibers, and polyethylene fibers are also used. be able to. However, these fibers f generally have a small fiber diameter, that is, a monofilament diameter (d) of 5 to 50 μm. As shown in the figure, it is used in the form of a strand (fiber bundle) in which a large number of fibers f are bundled.
従って、金属繊維でも繊維径の小さいものはストランド
の形態にて使用される。Therefore, metal fibers with small fiber diameters are used in the form of strands.
このようなストランドの形態とされる場合の異種繊維８
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を使用する。Different types of fibers in the form of such strands 8
In this specification, the converted diameter D0 shown by the following formula is used as the fiber diameter.
Ｄ０＝−τ・ｄ
ｎ：収束本数
ｄ：繊維径
又、斯るストランドを異種繊維８として使用した場合に
は、撚りの有無に拘らず、第６図に図示されるように、
ハイブリッドプリプレグ１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、上述したように異
種繊維８として繊維径の大きいなチタン繊維、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（Ｔ）を有したハイブリッドプリプレグ１
を製造するには、ストランドを異種繊維８として使用し
た場合の繊維径、即ち、換算径Ｄｏは、最大５００μｍ
とされるのが好適である。D0=-τ・d n: Number of convergent strands d: Fiber diameter Also, when such a strand is used as the dissimilar fiber 8, as shown in FIG. 6, regardless of the presence or absence of twisting,
In the hybrid prepreg 1, it does not exist in the form of a circular cross section with a reduced diameter D0, but is normally deformed into a flattened state. Therefore, as described above, the hybrid prepreg 1 has the same thickness (T) as when titanium fibers, amorphous fibers, stainless steel fibers, etc. with large fiber diameters are used as the different fibers 8.
In order to manufacture , the fiber diameter when the strand is used as the different fiber 8, that is, the converted diameter Do, is at most 500 μm.
It is preferable that
例えば、繊維径ｄが２３μｍとされるボリアリレート繊
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１０ＩＬ
ｍとされるアルミナ繊維は、５００本収束することによ
り換算径Ｄ０は２２４μｍとされ、これら両ストランド
も又、異種繊維８として好適に使用し、第６図に図示さ
れるようなハイブリッドプリプレグ１を製造することが
できる。For example, when 300 organic fibers such as polyarylate fibers have a fiber diameter d of 23 μm, the converted diameter D0 is 398 μm, and the fiber diameter d is 10IL.
When 500 alumina fibers are converged, the converted diameter D0 is 224 μm. Both of these strands are also suitably used as the different fibers 8 to form a hybrid prepreg 1 as shown in FIG. can be manufactured.
本発明に従って構成されるハイブリッドプリプレグ１は
、種々の方法にて製造し得るが、特に、強化繊維として
炭素繊維を使用した一方向炭素繊維強化プリプレグと、
該炭素繊維と同一方向に配列されたガラス繊維を強化繊
維として使用した一方向ガラス繊維強化プリプレグとの
間に、ボロン繊維及び異種繊維を炭素繊維及びガラス繊
維と同一方向に所定の間隔にて配列し、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。The hybrid prepreg 1 constructed according to the present invention can be produced by various methods, but in particular, a unidirectional carbon fiber reinforced prepreg using carbon fiber as the reinforcing fiber,
Boron fibers and different types of fibers are arranged at predetermined intervals in the same direction as the carbon fibers and glass fibers between the carbon fibers and a unidirectional glass fiber reinforced prepreg using glass fibers arranged in the same direction as reinforcing fibers. It is very suitably manufactured by integrating the materials by pressing and/or heating.
更に説明すると、第７図に図示するように、離型紙１０
Ａに保持された、繊維径が５〜３０μｍとされる炭素繊
維２を有した炭素繊維強化プリプレグ４Ａの上に、該炭
素繊維強化プリプレグ４Ａの炭素繊維２の配列方向と同
方向に配列された、繊維径が炭素繊維に比較して大きい
５０〜５００μｍの繊維径を有したボロン繊維６及び異
種繊維８を配置し、更に、該ボロン繊維６及び異種繊維
８を挟持する態様で、離型紙１０Ｂに保持された繊維径
が５〜３０μｍとされるガラス繊維３を有したガラス繊
維強化プリプレグ４Ｂを重ね合せ、前記炭素繊維強化プ
リプレグ４Ａ及びガラス繊維強化プリプレグ４Ｂを互い
の方へと押圧及び／又は加熱することにより炭素繊維強
化プリプレグ４Ａ、ボロン繊維６及び異種繊維８、並び
にガラス繊維強化プリプレグ４Ｂは一体に接合されて、
第１図〜第４図、第６図などに図示するような本発明に
従ったハイブリッドプリプレグ１が形成される。To explain further, as shown in FIG.
On the carbon fiber reinforced prepreg 4A having carbon fibers 2 having a fiber diameter of 5 to 30 μm held in A, the carbon fibers were arranged in the same direction as the arrangement direction of the carbon fibers 2 of the carbon fiber reinforced prepreg 4A. , boron fibers 6 and different fibers 8 having a larger fiber diameter of 50 to 500 μm than carbon fibers are arranged, and the release paper 10B is further sandwiched between the boron fibers 6 and different fibers 8. Glass fiber reinforced prepregs 4B having glass fibers 3 having a fiber diameter of 5 to 30 μm are stacked together, and the carbon fiber reinforced prepregs 4A and glass fiber reinforced prepregs 4B are pressed toward each other and/or By heating, the carbon fiber reinforced prepreg 4A, the boron fibers 6 and the different fibers 8, and the glass fiber reinforced prepreg 4B are joined together,
A hybrid prepreg 1 according to the present invention as illustrated in FIGS. 1 to 4, FIG. 6, etc. is formed.
炭素繊維強化プリプレグ４Ａ及びガラス繊維強化プリプ
レグ４Ｂの強化繊維としての炭素繊維２及びガラス繊維
３は、通常、繊維径は、上述のように、５〜３０ｔＬｍ
とされるが、好ましくは６〜１２μｍとされる。The carbon fibers 2 and glass fibers 3 as reinforcing fibers of the carbon fiber reinforced prepreg 4A and the glass fiber reinforced prepreg 4B usually have a fiber diameter of 5 to 30 tLm as described above.
However, it is preferably 6 to 12 μm.
マトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、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５０〜５００℃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, thermosetting matrix resins such as epoxy resin, unsaturated polyester resin, polyurethane resin, diallyl phthalate resin, and phenol resin can be used. Further, a curing agent and other imparting agents, such as a flexibility imparting agent, are appropriately added so that the curing temperature is 50 to 500°C.
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； （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
としてはジアミノフェニルスルフォン（ＤＤＥ） ジ
アミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）などが好適に使用さ
れる。To give a preferable example, an epoxy resin is preferable as the matrix resin, and examples of usable epoxy resins include (1) glycidyl ether-based epoxy resins (bisphenol A, F, S-based epoxy resins, novolac-based epoxy resins, bromine-based epoxy resins, (bisphenol A-based epoxy resins); (2) cycloaliphatic epoxy resins; (3) glycidyl ester-based epoxy resins; (4) glycidylamine-based epoxy resins; (5) heterocyclic epoxy resins; and various other epoxy resins One or more types selected from the following are used, and bisphenol A, F, and S glycidylamine-based epoxy resins are particularly preferably used. Further, as the curing agent, diaminophenyl sulfone (DDE), diaminodiphenylmethane (DDM), etc. are preferably used.
又、本発明のハイブリッドにおける炭素繊維、ガラス繊
維、ボロン繊維、異種繊維、マトリクス樹脂の配合割合
は任意に調整し得るが、−Ｍに、重量％で、炭素繊維ニ
ガラス繊維：ボロン繊維：異種繊維：マトリクス樹脂＝
（１５〜４０）：（１５〜４０）： （１〜２０）＋
（５〜３０）＝（２０〜５０）とされるであろう。又、
本発明に従えば、プリプレグの厚さ（Ｔ）は、使用され
るボロン繊維及び異種繊維の繊維径程度のものを作製し
得るが、通常８０〜２００ｔＬｍ程度とされるであろう
。Further, the blending ratio of carbon fiber, glass fiber, boron fiber, different type of fiber, and matrix resin in the hybrid of the present invention can be adjusted arbitrarily, but -M has the following ratio by weight: carbon fiber, glass fiber, boron fiber, different type of fiber. :Matrix resin=
(15-40): (15-40): (1-20)+
(5-30) = (20-50). or,
According to the present invention, the thickness (T) of the prepreg can be made to be about the same as the fiber diameters of the boron fibers and different fibers used, but will usually be about 80 to 200 tLm.
更に、本発明に従ったハイブリッドプリプレグは、第８
図に図示される方法にても製造し得る。Furthermore, the hybrid prepreg according to the present invention
It can also be manufactured by the method illustrated in the figure.
つまり、離型紙１０Ａ上にマトリクス樹脂１２Ａが塗布
された第１の塗工紙１４Ａ上に炭素繊維２、ガラス繊維
３、ボロン繊維６及び異種繊維８を所定間隔及び所定配
置にて配列し、次いで、この各種強化繊維２．３．６．
８を覆って、離型紙１０Ｂにマトリクス樹脂１２Ｂが塗
布された第２の塗工紙１４Ｂを重ね合せ、その後、両塗
工紙を加圧加熱することにより、本発明に係るハイブリ
ッドプリプレグ１が製造される。That is, carbon fibers 2, glass fibers 3, boron fibers 6, and different types of fibers 8 are arranged at predetermined intervals and in a predetermined arrangement on a first coated paper 14A on which a matrix resin 12A is applied on a release paper 10A, and then , these various reinforcing fibers 2.3.6.
The hybrid prepreg 1 according to the present invention is produced by overlaying a second coated paper 14B coated with a matrix resin 12B on a release paper 10B, and then heating and applying pressure to both coated papers. be done.
更に、本発明に係るハイブリッドプリプレグ１は、ドラ
ムワインダにて極めて好適に製造し得る。Furthermore, the hybrid prepreg 1 according to the present invention can be manufactured very suitably using a drum winder.
つまり、第９図において、所定の直径を有したドラム２
０の周面に、第７図に図示するような、離型紙１０Ａ上
に保持された、強化繊維として炭素繊維２を使用した一
方向炭素繊維強化プリプレグ４Ａを巻き付ける。このと
き、炭素繊維２の配列方向はドラム２０の周方向に整列
するようにされる。次いで、前記ドラム２０には、ポビ
ン２４からボロン繊維６及び異種繊維８がトラバース装
置２６を介して供給され、前記ドラム２０上に、つまり
、該ドラムに巻き付けられた炭素繊維強化プリプレグ４
Ａの上に、一定ピツチにて巻き付けられる。That is, in FIG. 9, a drum 2 having a predetermined diameter
A unidirectional carbon fiber reinforced prepreg 4A using carbon fibers 2 as reinforcing fibers, which is held on a release paper 10A as shown in FIG. At this time, the arrangement direction of the carbon fibers 2 is arranged in the circumferential direction of the drum 20. Next, the boron fibers 6 and the different types of fibers 8 are supplied to the drum 20 from the pobbin 24 via the traverse device 26, and the carbon fiber reinforced prepreg 4 is then wound onto the drum 20, that is, the carbon fiber reinforced prepreg 4 wound around the drum.
It is wrapped around A at a constant pitch.
次に、ボロン繊維６及び異種繊維８が整列された一方向
炭素繊維強化プリプレグ４Ａの表面を覆って、第７図に
図示されるように、離型紙１０Ｂに保持された強化繊維
としてガラス繊維を使用した一方向ガラス繊維強化プリ
プレグ４Ｂが、繊維方向が周方向に整列するようにして
、ドラム２０の表面に重ねられ、ボロン繊維６及び異種
繊維８を挟持した態様で前記炭素繊維強化プリプレグ４
Ａと接合され、本発明に従った構成のハイブリッドプリ
プレグ１が形成される。Next, the surface of the unidirectional carbon fiber reinforced prepreg 4A in which the boron fibers 6 and different types of fibers 8 are arranged is covered, and as shown in FIG. The used unidirectional glass fiber reinforced prepreg 4B is stacked on the surface of the drum 20 so that the fiber direction is aligned in the circumferential direction, and the carbon fiber reinforced prepreg 4 is stacked with boron fibers 6 and different types of fibers 8 sandwiched therebetween.
A is joined to form a hybrid prepreg 1 having a configuration according to the present invention.
なお、別法としては、ガラス繊維強化プリプレグ４Ｂは
、炭素繊維強化プリプレグ４Ａの上にボロン繊維６及び
異種繊維８を配列したものをドラムより取り外した後に
重ね合せ、そして必要に応じて、ホットローラなどの間
を通すようにすることもできる。Alternatively, the glass fiber-reinforced prepreg 4B may be obtained by stacking the boron fibers 6 and different fibers 8 arranged on the carbon fiber-reinforced prepreg 4A after removing it from the drum, and if necessary, rolling the carbon fiber-reinforced prepreg 4A with a hot roller. It is also possible to pass between
使用した炭素繊維強化プリプレグ４Ａは、離型紙１０Ａ
の上に厚み６５μｍにて形成されたものであった。強化
繊維としての炭素繊維２は、繊維径が６．５μｍとされ
るＰＡＮ系の炭素繊維（東し株式会社製：商品名ｒＭ４
０Ｊ）を使用し、マトリクス樹脂はエポキシ樹脂を使用
した。又、マトリクス樹脂の含有量は３３重量％であっ
た。The carbon fiber reinforced prepreg used was 4A, and the release paper was 10A.
It was formed with a thickness of 65 μm on top of the . The carbon fiber 2 as the reinforcing fiber is a PAN-based carbon fiber (manufactured by Toshi Co., Ltd., product name: rM4) with a fiber diameter of 6.5 μm.
0J) was used, and an epoxy resin was used as the matrix resin. Further, the content of matrix resin was 33% by weight.
一方、使用したガラス繊維強化プリプレグ４Ｂは、離型
紙１０Ｂの上に厚み７０μｍにて形成されたものであっ
た。強化繊維としてのガラス繊維３は、繊維径が１３μ
ｍとされるＥガラスを８００本収束したものを使用し、
マトリクス樹脂はエポキシ樹脂を使用した。又、マトリ
クス樹脂の含有量は３３重量％であった。On the other hand, the glass fiber reinforced prepreg 4B used was formed on the release paper 10B to a thickness of 70 μm. The glass fiber 3 as a reinforcing fiber has a fiber diameter of 13μ.
Using a convergence of 800 pieces of E glass, which is said to be
Epoxy resin was used as the matrix resin. Further, the content of matrix resin was 33% by weight.
ボロン繊維６としては、繊維径１１００ｕのものを使用
し、異種繊維８としては、繊維径２３μｍのボリアリレ
ート繊維（ペクトラン）を３００本収束したストランド
を使用し、ボロン繊維６と異種繊維８とは２ｍｍの間隔
となるように配置した。As the boron fiber 6, one with a fiber diameter of 1100 u is used, and as the different type of fiber 8, a strand of 300 polyarylate fibers (pectran) with a fiber diameter of 23 μm is used. They were arranged at intervals of 2 mm.
このようにして製造したハイブリッドプリプレグ１は、
幅３００ｍｍ、長さ１．７ｍ、厚さ（Ｔ）１６０μｍの
ハイブリッドプリプレグが得られた。本実施例のハイブ
リッドプリプレグにおける炭素繊維、ガラス繊維、ボロ
ン繊維、異種繊維、マトリクス樹脂の配合割合は、重量
％で、炭素繊維ニガラス繊維：ボロン繊維：異種繊維：
マあった。The hybrid prepreg 1 manufactured in this way is
A hybrid prepreg with a width of 300 mm, a length of 1.7 m, and a thickness (T) of 160 μm was obtained. The blending ratio of carbon fiber, glass fiber, boron fiber, different type of fiber, and matrix resin in the hybrid prepreg of this example is in weight%: carbon fiber, glass fiber: boron fiber: different type of fiber:
There was a ma.
又、このようなハイブリッドプリプレグの機械的強度な
どを測定したが、本発明に係るハイブリッドプリプレグ
１は、厚みが薄いにも拘らず圧縮強度及び弾性率共に、
第１２図に示す従来のハイブリッドプリプレグより優れ
ており、特にゴルフシャフトなどに使用した場合におい
ては機械的強度、飛距離を低下させることなく、使用時
の感触（打球感）及び耐衝撃性などが改善され、美感的
にも好ましいものであった。更に、成形加工性も優れた
ものであった。In addition, the mechanical strength and other properties of such hybrid prepreg were measured, and although the hybrid prepreg 1 according to the present invention is thin, both compressive strength and elastic modulus are low.
It is superior to the conventional hybrid prepreg shown in Figure 12, and has improved feel (hitting feel) and impact resistance, especially when used in golf shafts, etc., without reducing mechanical strength or flight distance. It was improved and aesthetically pleasing. Furthermore, moldability was also excellent.
第１表に、異種繊維８の種類を変えて上記方法に従って
製造したハイブリッドプリプレグと、その評価結果を示
す。Table 1 shows hybrid prepregs produced according to the above method using different types of different fibers 8 and their evaluation results.
次に、長尺の本発明に係るハイブリッドプリプレグｌの
製造方法を図面を参照して説明する。Next, a method for manufacturing a long hybrid prepreg l according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第１０図に本発明に係る長尺のハイブリッドプリプレグ
１の製造方法を実施するための製造・装置の一実施例が
図示される。FIG. 10 shows an embodiment of a manufacturing apparatus for carrying out the method for manufacturing a long hybrid prepreg 1 according to the present invention.
本実施例にて、強化繊維としてそれぞれ炭素繊維２及び
ガラス繊維３を使用した炭素繊維強化プリプレグ４Ａ及
びガラス繊維強化プリプレグ４Ｂが離型紙１０Ａ、ＩＯ
Ｂに保持された状態にて、巻ロールの形態でアンワイン
ダ（巻出し部）３２Ａ、３２Ｂにそれぞれ取付けられて
いる。該巻出し部３２Ａ、３２Ｂから引き出された離型
紙付炭素繊維強化プリプレグ４Ａ及び離型紙付ガラス繊
維強化プリプレグ４Ｂはプレスロール３４Ａ、３４Ｂの
間へと送給される。In this example, carbon fiber-reinforced prepreg 4A and glass fiber-reinforced prepreg 4B using carbon fiber 2 and glass fiber 3 as reinforcing fibers were used in release paper 10A and IO.
While being held at B, they are attached in the form of winding rolls to unwinders (unwinding sections) 32A and 32B, respectively. The carbon fiber-reinforced prepreg with release paper 4A and the glass fiber-reinforced prepreg with release paper 4B pulled out from the unwinding sections 32A and 32B are fed between press rolls 34A and 34B.
一方、ボロン繊維６及び異種繊維８は、−平面内にて平
行に所定の間隔にて配列された状態にてプレスロール３
４Ａ、３４Ｂの間に供給されており、従って、巻出し部
３２Ａ、３２Ｂから引き出−！ｒ ｈ ｆ−Ｍ
升ＩＩ ｋｌエ ノ→ Ｈ−専 幻ゆ（ｄｋ あり
／し −ｆ Ｈ−ｆ ＋、 ）ｌ Ａ Ａ
ＴＬ ｙｒ離型紙付ガラス繊維強化プリプレグ４
Ｂは、平面状に配列されたボロン繊維６及び異種繊維８
の各側面部から、ボロン繊維６及び異種繊維８を間に挟
持するべく該ボロン繊維６及び異種繊維８に添ってプレ
スロール３４Ａ、３４Ｂの間を通ることとなる。On the other hand, the boron fibers 6 and the different types of fibers 8 are placed on the press roll 3 while being arranged parallel to each other at a predetermined interval within the - plane.
4A and 34B, and therefore, it is drawn out from the unwinding sections 32A and 32B. r h f-M
Masu II kl Eno → H-sen Genyu (dk with /shi -f H-f +, )l A A
TL yr glass fiber reinforced prepreg with release paper 4
B shows boron fibers 6 and dissimilar fibers 8 arranged in a plane.
From each side part of , it passes between the press rolls 34A and 34B along with the boron fibers 6 and the different types of fibers 8 in order to sandwich the boron fibers 6 and the different types of fibers 8 therebetween.
炭素繊維強化プリプレグ４Ａ及びガラス繊維強化プリプ
レグ４Ｂは、ボロン繊維６及び異種繊維８を挟み込むよ
うにしてプレスロール３４Ａ、３４Ｂを通った後、引き
続いて、ホットプレート３６及び第２段目のプレスロー
ル３８Ａ、３８Ｂへと通される。この過程でボロン繊維
６及び異種繊維８は炭素繊維強化プリプレグ４Ａ及びガ
ラス繊維強化プリプレグ４Ｂ内へと埋没して含浸され、
両繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂ並びにボロン繊維６及
び異種繊維８が一体となったハイブリッドの繊維強化複
合樹脂層４が形成される。The carbon fiber-reinforced prepreg 4A and the glass fiber-reinforced prepreg 4B pass through press rolls 34A and 34B with boron fibers 6 and different fibers 8 sandwiched between them, and then are passed through a hot plate 36 and a second stage press roll 38A. , 38B. In this process, the boron fibers 6 and the different types of fibers 8 are buried and impregnated into the carbon fiber reinforced prepreg 4A and the glass fiber reinforced prepreg 4B,
A hybrid fiber-reinforced composite resin layer 4 is formed in which both fiber-reinforced prepregs 4A and 4B, boron fibers 6, and different fibers 8 are integrated.
次いで、該ハイブリッド繊維強化複合樹脂層４を挟持し
た両離型紙はコールドプレートなどの５０によって、本
実施例では上側の離型紙１０Ｂのみが繊維強化複合樹脂
層４から剥離される。下側の離型紙１０Ａ上に付着して
いる繊維強化複合樹脂層４の表面には、アンワインダ５
２から供給されるカバーフィルム５４が貼着され、その
後ハイブリッドプリプレグ製品としてワインダ５６に巻
取られる。Next, both release papers sandwiching the hybrid fiber-reinforced composite resin layer 4 are peeled off from the fiber-reinforced composite resin layer 4 using a cold plate 50, in this example, only the upper release paper 10B. An unwinder 5 is placed on the surface of the fiber-reinforced composite resin layer 4 adhering to the lower release paper 10A.
A cover film 54 supplied from 2 is attached, and then the product is wound up in a winder 56 as a hybrid prepreg product.
本実施例の製造法に従えば、上記構成の製造装置にて、
プレスロール３４Ａ、３４Ｂ及び／又は３８Ａ、３８Ｂ
の間隔は、離型紙付炭素繊維強化プリプレグ４Ａ及び離
型紙付ガラス繊維強化プリプレグ４Ｂの合計厚みの０．
７〜０．８倍の厚みに設定され、又、ホットプレート３
６は、前記側繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂ中のマトリ
クス樹脂の粘度が１０００〜５００００ｃｐとなるよう
に該側繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂを加熱する。これ
によって、ボロン繊維６及び異種繊維８は炭素繊維強化
プリプレグ４Ａ及びガラス繊維強化プリプレグ４Ｂのマ
トリクス樹脂層内へと極めて好適に埋没して含浸され、
側繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂ並びにボロン繊維６及
び異種繊維８が一体とされることが分かった。斯る設定
条件を外れた場合には、ボロン繊維６及び異種繊維８が
炭素繊維強化プリプレグ４Ａ及びガラス繊維強化プリプ
レグ４Ｂの中心部へと進入するのが好適に行われず、又
、炭素繊維２、ガラス繊維３、ボロン繊維６及び異種繊
維８の長手方向への整列に乱れが生じたり、更には、側
繊維プリプレグ４Ａ、４Ｂの接合界面が十分に融合せず
、後でこの接合界面に剥離が見受けられることがあった
。According to the manufacturing method of this example, in the manufacturing apparatus with the above configuration,
Press rolls 34A, 34B and/or 38A, 38B
The interval is 0.000000000000000000 of the total thickness of the carbon fiber-reinforced prepreg with release paper 4A and the glass fiber-reinforced prepreg with release paper 4B.
The thickness is set to 7 to 0.8 times, and the hot plate 3
Step 6 heats the side fiber-reinforced prepregs 4A, 4B so that the viscosity of the matrix resin in the side fiber-reinforced prepregs 4A, 4B becomes 1,000 to 50,000 cp. As a result, the boron fibers 6 and the different types of fibers 8 are very suitably buried and impregnated into the matrix resin layers of the carbon fiber reinforced prepreg 4A and the glass fiber reinforced prepreg 4B.
It was found that the side fiber reinforced prepregs 4A, 4B, the boron fibers 6 and the different fibers 8 were integrated. If such setting conditions are not met, the boron fibers 6 and the different fibers 8 will not properly enter the center of the carbon fiber-reinforced prepreg 4A and the glass fiber-reinforced prepreg 4B, and the carbon fibers 2, Disturbance may occur in the longitudinal alignment of the glass fibers 3, boron fibers 6, and dissimilar fibers 8, and furthermore, the bonding interface between the side fiber prepregs 4A and 4B may not be sufficiently fused, resulting in peeling at this bonding interface later. There were times when I could see it.
上記実施例の製造装置にて、長尺の本発明に係るハイブ
リッドプリプレグが連続的に効率よく製造される。In the manufacturing apparatus of the above embodiment, a long hybrid prepreg according to the present invention is continuously and efficiently manufactured.
上記実施例の製造方法を更に具体的に数値を挙げてその
一実施例を説明すると次の通りである。The manufacturing method of the above embodiment will be described in more detail with numerical values as follows.
強化繊維として炭素繊維２を使用した炭素繊維強化プリ
プレグ４Ａは、厚さ１２０μｍの離型紙１０Ａの上に厚
み６５μｍにて形成されたものであった。炭素繊維２は
、繊維径が６．５μｍとされるＰＡＮ系の炭素繊維（東
し株式会社製：商品名ｒＭ４０Ｊ）を使用し、マトリク
ス樹脂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３３重量％であった。A carbon fiber reinforced prepreg 4A using carbon fiber 2 as a reinforcing fiber was formed to a thickness of 65 μm on a release paper 10A having a thickness of 120 μm. The carbon fiber 2 used was a PAN-based carbon fiber (manufactured by Toshi Co., Ltd., trade name: rM40J) with a fiber diameter of 6.5 μm, and the matrix resin used was an epoxy resin. Further, the content of matrix resin in the prepreg was 33% by weight.
強化繊維としてガラス繊維３を使用したガラス繊維強化
プリプレグ４Ｂは、厚さ１２０μｍの離型紙１０Ｂの上
に厚み７０μｍにて形成されたものであった。ガラス繊
維３は、繊維径が１３μｍとされるＥガラスを８００本
収束したものを使用し、マトリクス樹脂はエポキシ樹脂
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３３重量％であった。A glass fiber reinforced prepreg 4B using glass fiber 3 as the reinforcing fiber was formed to a thickness of 70 μm on a release paper 10B having a thickness of 120 μm. The glass fiber 3 used was a bundle of 800 E-glass fibers having a fiber diameter of 13 μm, and the matrix resin used was an epoxy resin. Further, the content of matrix resin in the prepreg was 33% by weight.
ボロン繊維６としては、繊維径１１００ＬＬのものを使
用し、異種繊維８としては、繊維径１１００ＬＬのチタ
ン繊維を使用し、ボロン繊維６と異種繊維８とは２ｍｍ
の間隔となるように配置した。As the boron fiber 6, one with a fiber diameter of 1100 LL is used, and as the different fiber 8, a titanium fiber with a fiber diameter of 1100 LL is used, and the boron fiber 6 and the different fiber 8 are 2 mm apart.
They were arranged so that they were spaced apart from each other.
プレスロール３４Ａ、３４Ｂ及び３８Ａ、３８Ｂの間隔
は３００μｍとされ、離型紙付炭素繊維強化プリプレグ
４Ａ及び離型紙付ガラス繊維強壮プリブ１ノヴΔＲ／７
’ｌ仝卦膚λ小ｎ ０７立小直１に設定された。又、ホ
ットプレート３６は１００℃に加熱されており、側繊維
強化プリプレグ４Ａ、４Ｂ中のマトリクス樹脂の粘度は
２０００ｃｐとなっていた。The spacing between the press rolls 34A, 34B and 38A, 38B is 300 μm, and the carbon fiber reinforced prepreg with release paper 4A and the glass fiber toughened prepreg with release paper 1 Nov ΔR/7
'l廝廦体λ小n 07 台小正1 was set. Further, the hot plate 36 was heated to 100° C., and the viscosity of the matrix resin in the side fiber reinforced prepregs 4A and 4B was 2000 cp.
このようにして幅３００ｍｍの長尺のハイブリッドプリ
プレグ１を製造速度３ｍ／分にて連続して製造すること
ができた。In this way, a long hybrid prepreg 1 having a width of 300 mm could be continuously manufactured at a manufacturing speed of 3 m/min.
本実施例のハイブリッドプリプレグにおける炭素繊維、
ガラス繊維、ボロン繊維、異種繊維、マトリクス樹脂の
配合割合は、重量％で、炭素繊維ニガラス繊維：ボロン
繊維：異種繊維：マトリクス樹脂＝２８：３５：２：４
：３１であった。Carbon fiber in the hybrid prepreg of this example,
The blending ratio of glass fiber, boron fiber, different type of fiber, and matrix resin is % by weight: carbon fiber, glass fiber: boron fiber: different type of fiber: matrix resin = 28:35:2:4
:31.
又、このようなハイブリッドプリプレグの機械的強度な
どを測定したが、本発明に係るハイブリッドプリプレグ
は、厚みが薄いにも拘らず圧縮強度及び弾性率共に、第
１２図に示す従来のハイブリッドプリプレグより優れて
おり、特にゴルフシャフトなどに使用した場合において
は機械的強度、飛距離を低下させることなく、使用時の
感触「ｎ狸域）乃ｒＦ耐衝盤性むどが乃暮され−藁威的
にも好ましいものであった。更に、成形加工性にも優れ
ていた。In addition, the mechanical strength and other properties of such hybrid prepreg were measured, and the hybrid prepreg according to the present invention was superior to the conventional hybrid prepreg shown in FIG. 12 in both compressive strength and elastic modulus despite being thinner. In particular, when used in golf shafts, etc., it has a good feel during use without reducing mechanical strength or flight distance. Furthermore, the molding processability was also excellent.
第１１図は、長尺のハイブリッドプリプレグ１を製造す
るための他の実施例を示す。FIG. 11 shows another embodiment for manufacturing a long hybrid prepreg 1.
本実施例にて、ボロン繊維６及び異種繊維８は、−平面
内にて平行に所定の間隔にて配列された状態にてプレス
ロール３４Ａ、３４Ｂの間に供給され、一方、強化繊維
として使用される炭素繊維２は、一連の開繊バーなどと
される開繊手段６０にて開繊され、次いで、該開繊され
た炭素繊維２は整列された前記ボロン繊維６及び異種繊
維８の一つの側から前記ボロン繊維６及び異種繊維８に
添わせてプレスロール３４Ａ、３４Ｂの間へと連続的に
供給される。同時に、強化繊維として使用されるガラス
繊維３が、一連の開繊バーなどとされる開繊手段６０に
て開繊され、次いで、該開繊されたガラス繊維３は整列
された前記ボロン繊維６及び異種繊維８の他の側から前
記ボロン繊維６及び異種繊維８に添わせてプレスロール
３４Ａ、３４Ｂの間へと連続的に供給される。In this embodiment, the boron fibers 6 and the different types of fibers 8 are supplied between the press rolls 34A and 34B in a state in which they are arranged parallel to each other at a predetermined interval in a -plane, and on the other hand, they are used as reinforcing fibers. The carbon fibers 2 are opened by a spreading means 60 such as a series of opening bars, and then the opened carbon fibers 2 are separated into one of the aligned boron fibers 6 and different types of fibers 8. The boron fibers 6 and the different types of fibers 8 are continuously fed from one side to between the press rolls 34A and 34B. At the same time, the glass fibers 3 used as reinforcing fibers are opened by a spreading means 60 such as a series of opening bars, and then the opened glass fibers 3 are transferred to the aligned boron fibers 3. The dissimilar fibers 8 are continuously supplied from the other side to the press rolls 34A and 34B together with the boron fibers 6 and the dissimilar fibers 8.
又、離型紙１０Ａにマトリクス樹脂１２Ａが塗布されて
形成された第１樹脂塗工紙１４Ａが、巻ロールの形態で
アンワインダ（巻出し部）３２Ａに取付けられ、同様に
、離型紙１０Ｂにマトリクス樹脂１２Ｂが塗布されて形
成された第２樹脂塗工紙１４Ｂが、巻ロールの形態でア
ンワインダ（巻出し部）３２Ｂに取付けられている。Further, a first resin-coated paper 14A, which is formed by coating a release paper 10A with a matrix resin 12A, is attached to an unwinder (unwinding section) 32A in the form of a winding roll. A second resin-coated paper 14B coated with resin 12B is attached to an unwinder (unwinding section) 32B in the form of a winding roll.
該巻出し部３２Ａ、３２Ｂから引き出された樹脂塗工紙
１４Ａ、１４Ｂは、ボロン繊維６、異種繊維８、炭素繊
維２及びガラス繊維３を挟持する態様で、プレスロール
３４Ａ、３４Ｂの間へと送給される。The resin-coated paper 14A, 14B pulled out from the unwinding parts 32A, 32B is placed between the press rolls 34A, 34B in such a manner that the boron fiber 6, the different fiber 8, the carbon fiber 2, and the glass fiber 3 are sandwiched therebetween. will be sent.
従って、巻出し部３２Ａ、３２Ｂから引き出された樹脂
塗工紙１４Ａ、１４Ｂは、ボロン繊維６、異種繊維８、
炭素繊維２及びガラス繊維３を間に挟持した態様にて、
該ボロン繊維６、異種繊維８、炭素繊維２及びガラス繊
維３に添ってプレスロール３４Ａ、３４Ｂの間を通るこ
ととなる。Therefore, the resin-coated papers 14A and 14B drawn out from the unwinding parts 32A and 32B contain boron fibers 6, different types of fibers 8,
In an embodiment in which carbon fiber 2 and glass fiber 3 are sandwiched between,
The boron fibers 6, different types of fibers 8, carbon fibers 2, and glass fibers 3 are passed between press rolls 34A and 34B.
第１及び第２樹脂塗工紙１４Ａ、１４Ｂは、ボロン繊維
６、異種繊維８、炭素繊維２及びガラス繊維３を挟み込
むようにしてプレスロール３４Ａ、３４Ｂを通った後、
引き続いて、ホットプレート３６及び第２段目のプレス
ロール３８Ａ、３８Ｂへと通される。この過程でボロン
繊維６、異種繊維８、炭素繊維２及びガラス繊維３は、
第１及び第２樹脂塗工紙１４Ａ、１４Ｂのマトリクス樹
脂１２Ａ、１２Ｂ内へと埋没して含浸され、マトリクス
樹脂１２Ａ、１２Ｂ、炭素繊維２、ガラス繊維３、ボロ
ン繊維６及び異種繊維８が一体となったハイブリッドの
繊維強化複合樹脂層４が形成される。The first and second resin-coated papers 14A and 14B pass through press rolls 34A and 34B so as to sandwich boron fibers 6, different types of fibers 8, carbon fibers 2, and glass fibers 3, and then
Subsequently, it is passed through a hot plate 36 and second stage press rolls 38A and 38B. In this process, the boron fibers 6, different types of fibers 8, carbon fibers 2 and glass fibers 3 are
The first and second resin-coated papers 14A and 14B are buried and impregnated into the matrix resins 12A and 12B, and the matrix resins 12A and 12B, carbon fibers 2, glass fibers 3, boron fibers 6 and different fibers 8 are integrated. A hybrid fiber-reinforced composite resin layer 4 is formed.
次いで、該ハイブリッド繊維強化複合樹脂層４を挟持し
た両前型紙はコールドプレートなどの冷却手段（図示せ
ず）で冷却した後、ワインダ５０によって、本実施例で
は上側の離型紙１０Ｂのみが繊維強化複合樹脂層４から
剥離される。下側離型紙１０Ａ上に付着している繊維強
化複合樹脂層４の表面には、アンワインダ５２から供給
されるカバーフィルム５４が貼着され、その琢ハノプＩ
＋ 、１．に−ｆ＋１ゴし／ｌ／引見シ１丁ワメソ４５
６に巻取られる。Next, both front paper patterns with the hybrid fiber-reinforced composite resin layer 4 sandwiched therebetween are cooled by a cooling means (not shown) such as a cold plate, and then, in this example, only the upper release paper 10B is fiber-reinforced by a winder 50. It is peeled off from the composite resin layer 4. A cover film 54 supplied from an unwinder 52 is attached to the surface of the fiber-reinforced composite resin layer 4 adhering to the lower release paper 10A, and the cover film 54 is
+, 1. ni-f+1 goshi/l/hikinishi1chowameso45
6.
本実施例に従えば、上記構成の製造装置にて、プレスロ
ール３４Ａ、３４Ｂ及び／又は３８Ａ、３８Ｂの間隔は
、第１及び第２樹脂塗工紙１４Ａ、１４Ｂの合計厚みの
０．７〜０．８倍の厚みに設定され、又、ホットプレー
ト３６は、前記第１及び第２樹脂塗工紙１４Ａ、１４Ｂ
中のマトリクス樹脂１２Ａ、１２Ｂの粘度が１０００〜
５００００ｃｐとなるように該第１及び第２樹脂塗工紙
１４Ａ、１４Ｂを加熱するのが好ましい。According to this embodiment, in the manufacturing apparatus having the above configuration, the distance between the press rolls 34A, 34B and/or 38A, 38B is 0.7 to 0.7 of the total thickness of the first and second resin coated papers 14A, 14B. The hot plate 36 is set to be 0.8 times thicker than the first and second resin coated papers 14A and 14B.
The viscosity of the matrix resins 12A and 12B inside is 1000~
It is preferable to heat the first and second resin-coated papers 14A and 14B to a temperature of 50,000 cp.
これによって、ボロン繊維６、異種繊維８、炭素繊維２
及びガラス繊維３は第１及び第２樹脂塗工紙１４Ａ、１
４Ｂのマトリクス樹脂１２Ａ、１２Ｂ内へと極めて好適
に埋没して含浸され、第１及び第２樹脂塗工紙１４Ａ、
１４Ｂのマトリクス樹脂１２Ａ、１２Ｂ、炭素繊維２、
ガラス繊維３、ボロン繊維６及び異種繊維８が一体とさ
れる。斯る設定条件を選択することにより、炭素繊維２
、ガラス繊維３、ボロン繊維６及び異種繊維只の長手方
向への整列に乱れが生じることなく、特に、ボロン繊維
６及び異種繊維８がマトリクス樹脂層の中心部へと好適
に進入することができる。更に、第１及び第２樹脂塗工
紙１４Ａ、１４Ｂのマトリクス樹脂１２Ａ、１２Ｂの接
合界面が十分に融合することができ、後でこの接合界面
から剥離が生じるようなことはない。As a result, boron fiber 6, dissimilar fiber 8, carbon fiber 2
and the glass fibers 3 are the first and second resin coated papers 14A, 1
The first and second resin-coated papers 14A,
14B matrix resin 12A, 12B, carbon fiber 2,
Glass fibers 3, boron fibers 6, and different types of fibers 8 are integrated. By selecting such setting conditions, carbon fiber 2
In particular, the boron fibers 6 and the different types of fibers 8 can suitably enter the center of the matrix resin layer without disturbing the longitudinal alignment of the glass fibers 3, the boron fibers 6, and the different types of fibers. . Furthermore, the bonding interface between the matrix resins 12A and 12B of the first and second resin-coated papers 14A and 14B can be sufficiently fused, and no peeling will occur from this bonding interface later.
上記実施例の製造装置にて、ハイブリッドプリプレグを
連続的に効率よく製造することができる。With the manufacturing apparatus of the above embodiment, hybrid prepreg can be manufactured continuously and efficiently.
上記実施例の製造方法を更に具体的に数値を挙げてその
一実施例を説明すると次の通りである。The manufacturing method of the above embodiment will be described in more detail with numerical values as follows.
使用した第１及び第２塗工紙１４Ａ、１４Ｂは同じ構成
のものとされ、厚さ１２０ｕｍの離型紙１０Ａ、ＩＯＢ
の上に厚み３５μｍにてエポキシ樹脂が塗布されたもの
であった。強化繊維としての炭素繊維２は、繊維径が６
．５μｍとされるＰＡＮ系の炭素繊維（東し株式会社製
：商品名ｒＭ４０Ｊ）を使用し、配列されたボロン繊維
及び異種繊維の一側に５３本、平行に配置した。該炭素
繊維は、開繊手段６０にて一様に幅方向に開繊され、３
００ｍｍ幅にわたって一様の密度にて整列された。又、
強化繊維としてのガラス繊維３は、繊維径が１３μｍと
されるＥガラスを８００本収束したものを使用し、配列
されたボロン繊維及び異種繊維の他側に８５本、平行に
配置した。該ガラス繊維は、開繊手段６０にて一様に幅
方向に開繊され、３００ｍｍ幅にわたって一様の密度に
て整列された。The first and second coated papers 14A and 14B used were of the same configuration, including release paper 10A and IOB with a thickness of 120 um.
An epoxy resin was applied thereon to a thickness of 35 μm. The carbon fiber 2 as a reinforcing fiber has a fiber diameter of 6
．． 53 PAN-based carbon fibers (manufactured by Toshi Co., Ltd., trade name rM40J) with a diameter of 5 μm were arranged in parallel on one side of the arrayed boron fibers and different types of fibers. The carbon fibers are uniformly opened in the width direction by a fiber opening means 60, and 3
They were arranged with uniform density over a width of 00 mm. or,
The glass fibers 3 as reinforcing fibers were made by converging 800 E glass fibers with a fiber diameter of 13 μm, and 85 fibers were arranged in parallel on the other side of the arrayed boron fibers and different types of fibers. The glass fibers were uniformly opened in the width direction by the opening means 60 and arranged at a uniform density over a width of 300 mm.
開繊手段６０は、通常の開繊バーによる構成とされ、本
実施例では、直径３０ｍｍのステンレススチール製バー
６２を６０ｍｍ間隔にて、平行に３本配置したものであ
り、斯るバーを波状に、且つ張力５００ ｇ／ １スト
ランドを掛けて通すことにより開繊した。The fiber-spreading means 60 is constituted by a normal fiber-spreading bar, and in this embodiment, three stainless steel bars 62 each having a diameter of 30 mm are arranged in parallel at an interval of 60 mm. The fibers were opened by passing the strand through the strand under a tension of 500 g/strand.
ボロン繊維６としては、繊維径１１００ＬＬのステンレ
ススチール繊維を使用し、ボロン繊維６と異種繊維８と
は２ｍｍの間隔となるように配置した。As the boron fibers 6, stainless steel fibers with a fiber diameter of 1100 LL were used, and the boron fibers 6 and the different types of fibers 8 were arranged with an interval of 2 mm.
プレスロール３４Ａ、３４Ｂ及び３８Ａ、３８Ｂの間隔
は３．０ｍｍとされ、第１及び第２塗工紙１４Ａ、１４
Ｂの合計厚みの０．８倍の厚みに設定された。又、ホッ
トプレート３６は１００℃に加熱されており、第１及び
第２塗工紙１４Ａ、１４Ｂ中のマトリクス樹脂の粘度は
２０００ｃｐとなっていた。The distance between the press rolls 34A, 34B and 38A, 38B is 3.0 mm, and the first and second coated papers 14A, 14
The thickness was set to be 0.8 times the total thickness of B. Further, the hot plate 36 was heated to 100° C., and the viscosity of the matrix resin in the first and second coated papers 14A and 14B was 2000 cp.
このようにして幅３００ｍｍの長尺のハイブリッドプリ
プレグ１を製造速度３ｍ／分にて連続して製造すること
ができた。In this way, a long hybrid prepreg 1 having a width of 300 mm could be continuously manufactured at a manufacturing speed of 3 m/min.
本実施例のハイブリッドプリプレグにおける炭素繊維、
ガラス繊維、ボロン繊維、異種繊維、マトリクス樹脂の
配合割合は、重量％で、炭素繊維ニガラス繊維：ボロン
繊維：異種繊維：マトリクス樹脂＝２７：３４：２ニア
：３０であった。Carbon fiber in the hybrid prepreg of this example,
The blending ratio of glass fibers, boron fibers, different types of fibers, and matrix resins was as follows in weight percent: carbon fibers, glass fibers, boron fibers, different types of fibers, and matrix resin = 27:34:2 near:30.
又、このようなハイブリッドプリプレグの機械的強度な
どを測定したが、本実施例にて製造したハイブリッドプ
リプレグは、厚みが薄いにも拘らず圧縮強度及び弾性率
共に、第１２図に示す従来のハイブリッドプリプレグよ
り優れており、特にゴルフシャフトなどに使用した場合
においては機械的強度、飛距離を低下させることなく、
使用時の感触（打球感）及び耐衝撃性などが改善され、
美感的にも好ましいものであった。更には、成形加工性
にも優れていた。In addition, the mechanical strength and other properties of such hybrid prepreg were measured, and although the hybrid prepreg manufactured in this example was thinner, both the compressive strength and elastic modulus were higher than that of the conventional hybrid shown in Fig. 12. Superior to prepreg, especially when used in golf shafts, etc., without reducing mechanical strength or flight distance.
Improved feel during use (hitting feel) and impact resistance,
It was also aesthetically pleasing. Furthermore, it was also excellent in moldability.
免旦立勤１
本発明に係るハイブリッドプリプレグは、以上説明した
ように構成されるために、機械的強度などの物性の向上
を図ることができ、従来のハイブリッドプリプレグに比
較して厚みが薄いにも拘らず圧縮強度及び弾性率共に優
れており、特にゴルフシャフトなどに使用した場合にお
いては機械的強度、飛距離を低下させることなく、使用
時の感触（打球感）及び耐衝撃性が向上し、更には、成
形加工性などが改善され、美感的にも好ましいという特
長を有している。更に、本発明の製造方法に従えば、炭
素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、異種繊維を繊維の長
さ方向の乱れがなく配列し、プリプレグの機械的物性が
良く、且つ、美感的にも好ましいハイブリッドプリプレ
グを提供することができるという利点を有する。Mendan Tachikin 1 Since the hybrid prepreg according to the present invention is configured as described above, it can improve physical properties such as mechanical strength, and is thinner than conventional hybrid prepregs. Despite this, it has excellent compressive strength and elastic modulus, and especially when used in golf shafts, it improves the feel (hitting feeling) and impact resistance without reducing mechanical strength or flight distance. Moreover, it has improved molding processability and is aesthetically pleasing. Furthermore, according to the manufacturing method of the present invention, carbon fibers, glass fibers, boron fibers, and different types of fibers are arranged without disturbance in the length direction of the fibers, and the prepreg has good mechanical properties and is aesthetically pleasing. It has the advantage of being able to provide a hybrid prepreg.
第１図〜第４図は、本発明に係るハイブリッドプリプレ
グの断面構成図である。
第５図は、本発明に使用される異種繊維の一つの形態を
示すストランドの断面図である。
第６図は、本発明に係るハイブリッドプリプレグの他の
実施例の断面構成図である。
第７図及び第８図は、本発明に係るハイブリッドプリプ
レグの製造方法を説明する断面図である。
第９図は、本発明に係るハイブリッドプリプレグの好ま
しい製造方法を説明する斜視図である。
第１０図及び第１１図は、本発明に係るハイブリッドプ
リプレグの他の実施例の製造方法を説明する断面構成図
である。
第１２図は、従来のハイブリッドプリプレグの断面構成
図である。
：ハイブリッドプリプレグ
岸 モた ネ劫湊
３ニガラス繊維
４Ａ：炭素繊維強化プリプレグ
４Ｂニガラス繊維強化プリプレグ
６：ボロン繊維
８：異種繊維
１４Ａ、Ｂ：第１、第２樹脂塗工紙
３４Ａ、Ｂ、３８Ａ、Ｂニブレスローラ３６：ホットプ
レート
６０：開繊手段1 to 4 are cross-sectional configuration diagrams of a hybrid prepreg according to the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view of a strand showing one form of dissimilar fibers used in the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional configuration diagram of another embodiment of the hybrid prepreg according to the present invention. FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a hybrid prepreg according to the present invention. FIG. 9 is a perspective view illustrating a preferred method of manufacturing a hybrid prepreg according to the present invention. FIGS. 10 and 11 are cross-sectional configuration diagrams illustrating a method of manufacturing another embodiment of the hybrid prepreg according to the present invention. FIG. 12 is a cross-sectional configuration diagram of a conventional hybrid prepreg. : Hybrid prepreg Kishi Mota Nekominato 3 Glass fiber 4A: Carbon fiber reinforced prepreg 4B Glass fiber reinforced prepreg 6: Boron fiber 8: Different type of fiber 14A, B: First and second resin coated paper 34A, B, 38A, B nibble roller 36: Hot plate 60: Spreading means
Claims (1)
維を有し、他側に、強化繊維として、前記炭素繊維と同
一方向に配列されたガラス繊維を有したハイブリッドプ
リプレグであって、更に、ボロン繊維と、前記ボロン繊
維、炭素繊維及びガラス繊維とは異なる一種又は複数種
の異種繊維とを、前記炭素繊維及びガラス繊維と同一方
向に配列したことを特徴とするハイブリッドプリプレグ
。 ２）炭素繊維を強化繊維として使用した一方向炭素繊維
強化プリプレグと、前記炭素繊維と同一方向に配列され
たガラス繊維を強化繊維として使用した一方向ガラス繊
維強化プリプレグとによって、前記炭素繊維及びガラス
繊維と同一方向に配列された、ボロン繊維と、前記ボロ
ン繊維、炭素繊維及びガラス繊維とは異なる一種又は複
数種の異種繊維とを挟持し、一体とすることを特徴とす
るハイブリッドプリプレグの製造方法。 ３） （ａ）所定の直径を有したドラムの周面に、炭素
繊維を強化繊維として使用した一方向炭素繊維強化プリ
プレグを、炭素繊維の配列方向がドラムの周方向に整列
するようにして巻き付ける工程、 （ｂ）前記ドラムに巻き付けられた一方向炭素繊維強
化プリプレグの周面上に、ボロン繊維と、前記ボロン、
炭素繊維及びガラス繊維とは異なる一種又は複数種の異
種繊維とを一定ピッチにて巻き付ける工程、 （ｃ）前記ドラムに巻き付けた状態で、或は前記ドラ
ムより外した状態にて、更に、前記ボロン繊維及び異種
繊維が整列された一方向炭素繊維強化プリプレグの表面
を覆って、ガラス繊維を強化繊維として使用した一方向
ガラス繊維強化プリプレグを、ガラス繊維の配列方向が
ドラムの周方向に整列するようにして重ね合せる工程、 を有することを特徴とするハイブリッドプリプレグの製
造方法。 ４）一側にて強化繊維として一方向に配列された炭素繊
維と、他側にて強化繊維として、前記炭素繊維と同一方
向に配列されたガラス繊維との中に、ボロン繊維と、前
記ボロン繊維、炭素繊維及びガラス繊維とは異なる一種
又は複数種の異種繊維とを、前記炭素繊維及びガラス繊
維と同一方向に配列した長尺のハイブリッドプリプレグ
の製造方法であつて、 （ａ）ボロン繊維と、前記異種繊維とを所定間隔に整列
して連続的に供給すること、 （ｂ）前記ボロン繊維と異種繊維とを挟持する態様で、
炭素繊維及びガラス繊維がそれぞれ強化繊維として離型
紙に保持された炭素繊維強化プリプレグ及びガラス繊維
強化プリプレグを、整列された前記ボロン繊維及び異種
繊維の各側面部からこれら繊維に添わせて連続的に供給
すること、（ｃ）前記離型紙付炭素繊維強化プリプレグ
、ボロン繊維及び異種繊維、並びに離型紙付ガラス繊維
強化プリプレグを、前記離型紙付炭素繊維強化プリプレ
グ及び前記離型紙付ガラス繊維強化プリプレグの合計厚
みの０．７〜０．８倍の厚みにまで押圧し、且つ前記炭
素繊維強化プリプレグ及び前記ガラス繊維強化プリプレ
グ中のマトリクス樹脂の粘度が１０００〜５００００ｃ
ｐとなるまで加熱すること、 を特徴とする長尺のハイブリッドプリプレグの製造方法
。 ５）一側にて強化繊維として一方向に配列された炭素繊
維と、他側にて強化繊維として、前記炭素繊維と同一方
向に配列されたガラス繊維との中に、ボロン繊維と、前
記ボロン繊維、炭素繊維及びガラス繊維とは異なる一種
又は複数種の異種繊維とを、前記炭素繊維及びガラス繊
維と同一方向に配列した長尺のハイブリッドプリプレグ
の製造方法であって、 （ａ）ボロン繊維と、前記異種繊維とを所定間隔に整列
して連続的に供給すること、 （ｂ）開繊手段にて開繊した炭素繊維を、整列された前
記ボロン繊維及び異種繊維の一側へと、又、開繊手段に
て開繊したガラス繊維を、整列された前記ボロン繊維及
び異種繊維の他側へと、両側から該ボロン繊維及び異種
繊維に添わせて連続的に供給すること、 （ｃ）前記炭素繊維、ボロン繊維、異種繊維及びガラス
繊維を挟持する態様で、第１及び第２樹脂塗工紙を前記
炭素繊維、ボロン繊維、異種繊維及びガラス繊維に添わ
せて連続的に供給すること、（ｄ）前記第１樹脂塗工紙
、炭素繊維、ボロン繊維、異種繊維、ガラス繊維及び第
２樹脂塗工紙を加圧加熱して一体とし、前記炭素繊維、
ボロン繊維、異種繊維及びガラス繊維に前記第１及び第
２樹脂塗工紙中のマトリクス樹脂を含浸させること、 を特徴とする長尺のハイブリッドプリプレグの製造方法
。[Claims] 1) One side has carbon fibers arranged in one direction as reinforcing fibers, and the other side has glass fibers as reinforcing fibers arranged in the same direction as the carbon fibers. The hybrid prepreg is further characterized in that boron fibers and one or more types of different fibers different from the boron fibers, carbon fibers and glass fibers are arranged in the same direction as the carbon fibers and glass fibers. hybrid prepreg. 2) The carbon fibers and glass A method for producing a hybrid prepreg, which comprises sandwiching and integrating boron fibers and one or more different types of fibers different from the boron fibers, carbon fibers, and glass fibers, which are arranged in the same direction as the fibers. . 3) (a) Wrap a unidirectional carbon fiber-reinforced prepreg using carbon fibers as reinforcing fibers around the circumferential surface of a drum having a predetermined diameter so that the carbon fibers are aligned in the circumferential direction of the drum. (b) Boron fibers, the boron,
a step of winding one or more different types of fibers different from carbon fibers and glass fibers at a constant pitch; The surface of the unidirectional carbon fiber reinforced prepreg in which fibers and different types of fibers are aligned is covered, and the unidirectional glass fiber reinforced prepreg using glass fibers as reinforcing fibers is covered so that the alignment direction of the glass fibers is aligned in the circumferential direction of the drum. A method for producing a hybrid prepreg, comprising the steps of: 4) Boron fibers and the boron A method for producing a long hybrid prepreg in which one or more different fibers different from carbon fibers and glass fibers are arranged in the same direction as the carbon fibers and glass fibers, the method comprising: (a) boron fibers and , arranging the different types of fibers at predetermined intervals and continuously supplying them; (b) sandwiching the boron fibers and the different types of fibers;
A carbon fiber-reinforced prepreg and a glass fiber-reinforced prepreg, in which carbon fibers and glass fibers are respectively held as reinforcing fibers on a release paper, are continuously added to the aligned boron fibers and different types of fibers from each side of the aligned fibers. (c) supplying the carbon fiber reinforced prepreg with release paper, the boron fibers and different fibers, and the glass fiber reinforced prepreg with release paper into the carbon fiber reinforced prepreg with release paper and the glass fiber reinforced prepreg with release paper; Pressed to a thickness of 0.7 to 0.8 times the total thickness, and the viscosity of the matrix resin in the carbon fiber reinforced prepreg and the glass fiber reinforced prepreg is 1000 to 50000c.
A method for producing a long hybrid prepreg, characterized by heating until p. 5) Boron fibers and the boron A method for producing a long hybrid prepreg in which one or more different fibers different from carbon fibers and glass fibers are arranged in the same direction as the carbon fibers and glass fibers, the method comprising: (a) boron fibers and (b) supplying the carbon fibers spread by a fiber opening means to one side of the aligned boron fibers and the different types of fibers; (c) continuously supplying glass fibers opened by a fiber opening means to the other side of the aligned boron fibers and different types of fibers from both sides along with the boron fibers and different types of fibers; Continuously supplying the first and second resin-coated papers along with the carbon fibers, boron fibers, different types of fibers, and glass fibers in such a manner that the carbon fibers, boron fibers, different types of fibers, and glass fibers are sandwiched. , (d) pressurize and heat the first resin-coated paper, carbon fibers, boron fibers, different fibers, glass fibers, and second resin-coated paper to integrate them, and combine the carbon fibers,
A method for producing a long hybrid prepreg, comprising: impregnating boron fibers, different types of fibers, and glass fibers with matrix resins in the first and second resin-coated papers.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016706A JPH03221412A (en) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | Hybrid prepreg and manufacture thereof |
| US07/634,839 US5279879A (en) | 1989-12-28 | 1990-12-27 | Hybrid prepreg containing carbon fibers and at least one other reinforcing fiber in specific positions within the prepreg |
| KR1019900022095A KR910012019A (en) | 1989-12-28 | 1990-12-28 | Hybrid prepreg and preparation method thereof |
| EP19900314338 EP0436391B1 (en) | 1989-12-28 | 1990-12-28 | Hybrid prepreg, manufacturing method therefor and articles incorporating such prepreg |
| US08/127,928 US5512119A (en) | 1989-12-28 | 1993-09-27 | Method of making a hybrid prepreg |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016706A JPH03221412A (en) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | Hybrid prepreg and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03221412A true JPH03221412A (en) | 1991-09-30 |
Family
ID=11923716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016706A Pending JPH03221412A (en) | 1989-12-28 | 1990-01-26 | Hybrid prepreg and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03221412A (en) |
-
1990
- 1990-01-26 JP JP2016706A patent/JPH03221412A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5279879A (en) | Hybrid prepreg containing carbon fibers and at least one other reinforcing fiber in specific positions within the prepreg | |
| US5082701A (en) | Multi-directional, light-weight, high-strength interlaced material and method of making the material | |
| JP2921327B2 (en) | Prepreg ribbon and prepreg for fiber reinforced thermoplastic resin | |
| JPH03294541A (en) | Hybrid prepreg and production thereof | |
| JP5624871B2 (en) | Method for producing flat fiber reinforced plastic wire sheet | |
| JPH03221412A (en) | Hybrid prepreg and manufacture thereof | |
| US6114000A (en) | Material for FRTP molded objects and FRTP tubular molded object | |
| JPH03202322A (en) | Hybrid prepreg and its manufacture | |
| JPH03221413A (en) | Hybrid prepreg and manufacture thereof | |
| JPH03221414A (en) | Hybrid prepreg and manufacture thereof | |
| JPH03216307A (en) | Manufacture of prepreg | |
| JPH03202323A (en) | Hybrid prepreg and its manufacture | |
| JPH03199011A (en) | Production of long-sized hybrid prepreg | |
| JPH03202324A (en) | Hybrid prepreg and its manufacture | |
| JPH10272699A (en) | Manufacture of fiber reinforced resin tubular body | |
| JPH08290426A (en) | Frtp molding material and frtp tubular molded object obtained using the same | |
| US5229177A (en) | Multi-directional, light-weight, high-strength interlaced material | |
| JPH03199010A (en) | Production of long-sized hybrid prepreg | |
| JPH032224A (en) | Hybrid prepreg | |
| JPH03199009A (en) | Hybrid prepreg and production thereof | |
| JPH08174701A (en) | Manufacture of hollow fiber reinforced thermoplastic resin product | |
| JP3421956B2 (en) | Method for producing flexible structural material | |
| JPH03253309A (en) | Fiber reinforced resin prepreg | |
| JPH03253308A (en) | Glass fiber reinforced resin prepreg | |
| JPH0489842A (en) | Hybrid prepreg and its production |