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JP3363559B2 - Nickel / titanium superelastic wire composite prepreg - Google Patents
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JP3363559B2 - Nickel / titanium superelastic wire composite prepreg - Google Patents

Nickel / titanium superelastic wire composite prepreg

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Publication number
JP3363559B2
JP3363559B2 JP35295493A JP35295493A JP3363559B2 JP 3363559 B2 JP3363559 B2 JP 3363559B2 JP 35295493 A JP35295493 A JP 35295493A JP 35295493 A JP35295493 A JP 35295493A JP 3363559 B2 JP3363559 B2 JP 3363559B2
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JP
Japan
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prepreg
fiber
golf club
composite
superelastic wire
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JP35295493A
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巻治 宮尾
誠 竹澤
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、ゴルフクラブシャフト
やバドミントンラケット等の繊維強化複合樹脂材料成形
品を強化して、使用時の折損による断片の分離を防止す
るのに好適なニッケル・チタン超弾性線複合プリプレグ
に関する。 【0002】 【従来の技術】近年、炭素繊維その他各種の強化繊維を
有するプリプレグを使用した繊維強化複合樹脂材料が種
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、或いはバドミントンラケット、テニスラ
ケットのラケットフレーム等においても、軽量で且つ機
械的強度も高いと言う理由から、繊維強化複合樹脂材料
成形品が多く使用されている。 【0003】このようなゴルフクラブシャフトは、複数
層の炭素繊維強化複合樹脂材料層等から構成されるが、
図3に示すように、所定の形状寸法に裁断した炭素繊維
強化プリプレグ101を所定枚数だけ、型となるマンド
レル100の周囲に巻き付け、プリプレグ101のマト
リクス樹脂を硬化してプリプレグ101を炭素繊維強化
複合樹脂材料とすることによって形成される。 【0004】このとき、捩り及び曲げ性能を向上させる
ために、炭素繊維強化プリプレグとしては、図4に示す
ように、炭素繊維がマンドレル100の軸線(ゴルフク
ラブシャフトの軸線でもある)に対して互に反対方向に
角度(θ)、即ち時計方向に角度(±θ)(通常、θ=
35°〜45°)だけ傾斜するように配列されたプリプ
レグ101(アングル層101′)と、図5に示される
ように、炭素繊維がゴルフクラブシャフトの軸線に対し
て平行(θ=0°)に配列されたプリプレグ102(ス
トレート層102′)とが使用され、通常、図3に示さ
れるように、ゴルフクラブシャフトの内側層にプリプレ
グ101(アングル層101′)が、外側層にプリプレ
グ102(ストレート層102′)が使用されることが
多い。 【0005】普通、内側層のプリプレグ101(アング
ル層101′)は約4〜10層、外側層のプリプレグ1
02(ストレート層102′)は約2〜5層積層され、
ゴルフクラブシャフトは、基本的に、内側の炭素繊維強
化複合樹脂材料層4〜10層程度のアングル層101′
と、外側の炭素繊維強化複合樹脂材料層2〜5層程度の
ストレート層102′とで構成される。 【0006】以上のような炭素繊維強化複合樹脂材料製
のゴルフクラブシャフトは、軽量で且つ機械的強度が高
く、概ね良好な結果を納めている。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】ところで、ゴルフクラ
ブシャフトやバドミントンラケット等においては、これ
を勢い良く振って使用するので、折損した場合、折損し
た断片が分離して周囲に勢い良く飛んで行き、周囲が危
険である問題があった。 【0008】このようなことから、ゴルフクラブシャフ
トやバドミントンラケット等の繊維強化複合材料製成形
品を簡単に補強して、使用時にこれら成形品に折損が起
こっても、その断片が分離して周囲に勢い良く飛んで行
くのを防止し、周囲の安全性を高めることが望まれてい
る。 【0009】従って本発明の目的は、プリプレグを使用
してゴルフクラブシャフトやバドミントンラケット等の
繊維強化複合樹脂材料成形品を製造するに際し、通常の
プリプレグと併用して成形品を簡単に補強して、使用時
にこれら成形品に折損が起こっても、折損した断片の分
離をなくして、断片が周囲に勢い良く飛んで行くのを防
止し、周囲の安全性を高めることを可能とした複合プリ
プレグを提供することである。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
ニッケル・チタン超弾性線複合プリプレグにて達成され
る。要約すれば本発明は、一方向に配列された2種以上
の強化繊維と、これに含浸したマトリクス樹脂とからな
り、前記強化繊維の1種は、伸び率が10〜60%のニ
ッケル・チタン超弾性線であることを特徴とするニッケ
ル・チタン超弾性線複合プリプレグである。 【0011】 【実施例】図1は、本発明のニッケル・チタン超弾性線
複合プリプレグの一実施例を示す図で、図1(a)は複
合プリプレグの断面図、図1(b)はカバーフィルムを
剥離した状態の複合プリプレグの平面図である。 【0012】本発明の複合プリプレグは、一方向に配列
された2種以上の強化繊維を有するプリプレグとなって
おり、繊維強化複合樹脂材料成形品を製造する際に、炭
素繊維等を用いた通常のプリプレグと併用して使用され
る。本発明では、その複合プリプレグの強化繊維の一部
に高い伸びを持たせるために、2種以上の強化繊維のう
ちの1種にニッケル・チタン(Ni・Ti)超弾性線を
用いたことが大きな特徴である。 【0013】本実施例によれば、複合プリプレグ1は、
メインの強化繊維としての炭素繊維2と、Ni・Ti超
弾性線3とを一方向に配列して、これら炭素繊維2及び
超弾性線3にマトリクス樹脂4を含浸してなっている。
複合プリプレグ1の全体は離型紙5上に支持され、プリ
プレグ1の離型紙5と反対側の表面上にはカバーフィル
ム6が被されている。複合プリプレグ1は、離型紙5及
びカバーフィルム6を剥して使用される。 【0014】上記のNi・Ti超弾性線3は、高伸度の
Ni・Ti合金からなる。この高伸度のNi・Ti合金
は形状記憶合金の1種で、熱処理により形状を記憶する
ようになっており、熱処理されたNi・Ti合金線は、
引っ張った後に張力を取り去ると、元の寸法に復帰する
性質を有する。このような高伸度のNi・Ti合金とし
て、典型的には、伸度15.0%、組成比Ni/Ti≒
50/50(重量比)があるが、組成比Ni/Tiの違
いにより、一般に伸度10〜60%のものが知られてい
る。 【0015】通常、強化繊維或いはメインの強化繊維に
対し複合化する強化繊維の伸びは、炭素繊維:1〜1.
5%、SUS繊維:1.7%、ボロン繊維:1.2%、
ガラス繊維:4%、ケブラー繊維(有機繊維):2.4
%程度と、いずれも小さい。又Ti繊維は比較的高い伸
度を有するが、それでも伸度10%で変形歪みにより破
断する。 【0016】これらの繊維の伸びに対し、上記のNi・
Ti合金線の伸度10〜60%は著しく大きい。そこ
で、本発明では、複合プリプレグ1の強化繊維の一部に
高い伸びを持たせるために、この伸度10〜60%のN
i・Ti合金からなるNi・Ti超弾性線3を使用す
る。Ni・Ti超弾性線3の外径は、好ましくは50〜
200μm程度である。 【0017】このようなNi・Ti超弾性線3を複合化
した複合プリプレグ1を通常のプリプレグと併用して、
ゴルフクラブシャフトやバドミントンラケット等の繊維
強化複合樹脂材料成形品を製造すると、その成形品は、
使用時に折損が起こっても、Ni・Ti超弾性線3が切
断せずに大きく伸びて、折損した断片を繋ぎ止めておく
ので、断片が周囲に勢い良く飛んで行くのを防止するこ
とが可能になる。 【0018】Ni・Ti超弾性線3の炭素繊維4との複
合化の態様は、Ni・Ti超弾性線3を間隔p=0.2
〜2.0mmで一方向に配置し、その超弾性線3の周囲
及び超弾性線3同士の間に炭素繊維4を一方向に配置し
た構造とすることが一例として挙げられる。 【0019】マトリクス樹脂4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−ト樹脂、フェノ−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。 【0020】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−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−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−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(DICY)、ジアミノフェニルスルフォン(D
DS)、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)、
メチルへ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。 【0021】強化繊維(炭素繊維2+超弾性線3)とマ
トリクス樹脂4との配合割合は任意に調製し得るが、一
般に、重量%で強化繊維:マトリクス樹脂=30〜8
0:20〜70の範囲が良く、好ましくは40〜75:
25〜60である。強化繊維の割合が30重量%未満で
は、マトリクス樹脂4を硬化して複合プリプレグ1を繊
維強化複合樹脂材料としたときに、強化繊維での強化に
よる複合樹脂材料の強度が不十分となり、逆に80重量
%を超えるとマトリクス樹脂4が少なくなりすぎて、複
合樹脂材料のマトリクス樹脂4による強度が十分となら
ない虞がある。 【0022】又メインの強化繊維として炭素繊維2を使
用したが、炭素繊維以外にSUS繊維やチタン繊維等の
金属繊維、ボロン繊維等の無機繊維、ガラス繊維、ケブ
ラー繊維等の有機繊維等の1種又は2種以上を、メイン
の強化繊維として使用することができる。 【0023】複合プリプレグ1の全体の厚みは20〜3
00μmにすることが適当である。プリプレグ1の厚み
が20μm未満では薄すぎて、プリプレグ1の製造が困
難であるばかりか、繊維強化複合樹脂材料成形品を作成
するのに使用するには実用的でない。又厚みが300μ
mを超えると厚すぎて、成形性良く繊維強化複合樹脂材
料成形品を作成することが難しくなる。 【0024】本発明の複合プリプレグ1は、任意の方法
にて製造し得るが、離型紙上にマトリクス樹脂を塗工し
た樹脂塗工を2枚使用し、その2枚の樹脂塗工紙の樹脂
同士の間に炭素繊維及びNi・Ti超弾性線を配置し
て、これらを連続的にホットロールの間に供給し、ホッ
トロールにより加熱及び加圧することにより、プリプレ
グ1を好適に製造することができる。しかし、これに限
定されるものではない 本複合プリプレグ1は、ゴルフクラブシャフトやバドミ
ントンラケット等の繊維強化複合樹脂材料成形品の製造
に際し、炭素繊維プリプレグ等の通常のプリプレグに組
み合わせて使用される。 【0025】例えばゴルフクラブシャフトの場合、炭素
繊維がマンドレル100の軸線(ゴルフクラブシャフト
の軸線でもある)に対して互に反対方向に角度(θ)、
即ち時計方向に角度(±θ)(通常、θ=35°〜45
°)だけ傾斜するように配列されたプリプレグ101
と、図4に示されるように、炭素繊維がゴルフクラブシ
ャフトの軸線に対して平行(θ=0°)に配列されたプ
リプレグ102とが配設され、硬化することによって製
造されるが、本発明の複合プリプレグ1を併用した場
合、例えば図3に示すように、複合プリプレグ1を中間
層に配設し、或いは最内層、最外層に配設して製造され
る。 【0026】つまり、本発明によると、プリプレグ10
1による内側層のアングル層101′と、プリプレグ1
02による外側層のストレート層102′と、複合プリ
プレグ1による中間層、最内層又は最外層の複合層1′
とを備えたゴルフクラブシャフトが形成される。 【0027】普通、アングル層101′は約4〜10
層、ストレート層102′は約2〜5層積層され、本発
明による複合層1′は1〜2層とされる。アングル層1
01′を外側層とし、ストレート層102′を内側層と
することもできる。又ゴルフクラブシャフトの例えば先
後端の強度不足を補うために、その箇所に図示しない補
強層を加えることもできる。 【0028】勿論、アングル層101′及びストレート
層102′は、強化繊維として、炭素繊維以外のガラス
繊維などの他の繊維を使用した、当業者には周知の種々
のプリプレグを使用して形成することも可能である。 【0029】このような複合プリプレグ1を組み合わせ
て製造された繊維強化複合樹脂材料成形品によれば、軽
量であるばかりでなく、使用時に成形品の折損が起こっ
ても、複合プリプレグ1のNi・Ti超弾性線3が切断
せずに大きく伸びて、折損した断片を繋ぎ止めておくの
で、断片が周囲に勢い良く飛んで行くのを防止すること
ができ、周囲の安全性を高めることができる。 【0030】本発明を具体例に基づき更に説明する。 【0031】実施例1 本発明の複合プリプレグを炭素繊維プリプレグと併用し
て、繊維強化複合材料製のゴルフクラブシャフトを作成
した。 【0032】先の図5に示すように、ゴルフクラブシャ
フトの型のマンドレル100上に、アングル層101′
用のプリプレグ101として、厚さ120μm、樹脂量
32%のPAN系炭素繊維プリプレグを+45°、−4
5°で合計8層巻き付け、その上に複合層1′用に本発
明の複合プリプレグ1を2層巻き付け、次いでその上に
ストレート層103′用の炭素繊維プリプレグ103と
して、厚さ130μm、樹脂量35%のPAN系炭素繊
維プリプレグを4層巻き付けた。そして表面研磨用に厚
さ85μmのガラス繊維一方向プリプレグを1層巻き、
最後に補強層としてT−ガラスのプリプレグを巻いて先
端チップ部を補強した後、ポリプロピレンの延伸テープ
でテーピングをして加熱硬化し、その後、研磨等の所定
の仕上げを行なって、ゴルフクラブシャフトを作成し
た。 【0033】複合プリプレグ1に使用したNi・Ti超
弾性線3は、外径100μm、伸び50%のNi・Ti
合金線で、これをp=1.0mmの間隔で一方向に配列
した。複合プリプレグ1の炭素繊維2は、外径7μm、
引張強度3.5GPa、引張弾性率240GPa、伸び
1.5%の物性を有するPAN炭素繊維で、これを繊
維目付量150g/m2で一方向に配列した。用いたマ
トリクス樹脂はエポキシ樹脂であった。 得られたゴル
フクラブシャフトの寸法は、全長1075mm、先端
(ヘッド側)の外径8.5mm、後端(グリップ側)の
外径15.3mmであった。 【0034】このゴルフクラブシャフトの先端ヘッド側
から150mmのところに、表面から1.0mmのノッ
チを入れ、後端グリップ側をゴルフの試打機にセットし
て、速度40mm/秒で複数回素振りさせ、シャフトを
強制的に折損した。その結果、ゴルフクラブシャフト
は、45回振った時点で、ノッチの箇所から折損した
が、折損した先端側の断片は、中間の複合層1′のNi
・Ti超弾性線により繋ぎ止められて分離せず、断片が
周囲に勢い良く飛んで行くのを防止できた。 【0035】実施例2 実施例1と同じ複合プリプレグ1を使用して複合層1′
を形成したが、ゴルフクラブシャフトの最外層に形成し
た。それ以外は実施例1と同様にして、ゴルフクラブシ
ャフトを作成した。 【0036】同様に、ゴルフクラブシャフトにノッチを
入れて試打機により素振りさせ、シャフトを強制的に折
損した。その結果、ゴルフクラブシャフトは、41回振
った時点でノッチの箇所から折損し、その折損した先端
側の断片が、最外層の複合層1′のNi・Ti超弾性線
により分離されず、周囲に勢い良く飛んで行くのを防止
できた。 【0037】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のニッケル
・チタン超弾性線複合プリプレグは、一方向に配列され
た2種以上の強化繊維と、これに含浸したマトリクス樹
脂とからなり、その2種以上の強化繊維のうちの1種と
して、伸び率が10〜60%のニッケル・チタン合金か
らなる超弾性線を使用して、強化繊維の一部に高い伸び
を付与した。従ってこれを炭素繊維等を用いた通常のプ
リプレグと併用してゴルフクラブシャフトやバドミント
ンラケット等の繊維強化複合樹脂材料成形品を製造する
と、これら成形品の使用時に折損が生じても、折損した
断片を分離させずに繋ぎ止めておくことができ、断片が
周囲に勢いよく飛んで行くのを防止でき、周囲の安全性
を高めることができる。更にニッケル・チタン超弾性線
の有する超弾性性能により、打撃時の衝撃を良好に吸収
し又強く反撥させることができ、ゴルフクラブシャフト
等の成型品に優れた衝撃吸収性及び反撥性等を付与する
ことができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention reinforces a fiber-reinforced composite resin material molded article such as a golf club shaft or a badminton racket to separate fragments due to breakage during use. The present invention relates to a nickel-titanium superelastic wire composite prepreg suitable for prevention. [0002] In recent years, fiber-reinforced composite resin materials using prepregs having carbon fibers and other various reinforcing fibers have been widely used in various technical fields, such as golf club shafts, badminton rackets, and the like. In a racket frame of a tennis racket, etc., a fiber-reinforced composite resin material molded article is often used because of its light weight and high mechanical strength. [0003] Such a golf club shaft is composed of a plurality of carbon fiber reinforced composite resin material layers and the like.
As shown in FIG. 3, a predetermined number of carbon fiber reinforced prepregs 101 cut into a predetermined shape and size are wound around a mandrel 100 serving as a mold, and the matrix resin of the prepreg 101 is cured to form the prepreg 101 into a carbon fiber reinforced composite. It is formed by using a resin material. At this time, in order to improve the torsional and bending performance, as a carbon fiber reinforced prepreg, as shown in FIG. 4, carbon fibers are alternately arranged with respect to the axis of the mandrel 100 (also the axis of the golf club shaft). Angle in the opposite direction (θ), that is, angle in the clockwise direction (± θ) (usually θ =
A prepreg 101 (angle layer 101 ') arranged so as to be inclined by 35 ° to 45 °) and, as shown in FIG. 5, carbon fibers are parallel to the axis of the golf club shaft (θ = 0 °). The prepregs 102 (straight layers 102 ') are used, and usually, as shown in FIG. 3, the prepregs 101 (angle layers 101') are formed on the inner layer of the golf club shaft, and the prepregs 102 (angled layers 101 ') are formed on the outer layer. A straight layer 102 ') is often used. Normally, the inner layer prepreg 101 (angle layer 101 ') has about 4 to 10 layers, and the outer layer prepreg 1
02 (straight layer 102 ') is laminated about 2 to 5 layers,
The golf club shaft basically has about 4 to 10 angle layers 101 'on the inner carbon fiber reinforced composite resin material layer.
And a straight layer 102 'of about 2 to 5 outer carbon fiber reinforced composite resin layers. [0006] The golf club shaft made of the carbon fiber reinforced composite resin material as described above is lightweight, has high mechanical strength, and generally provides good results. [0007] In a golf club shaft, a badminton racket, and the like, when the golf club shaft is used by vigorously shaking it, when broken, the broken fragments are separated and fly vigorously around. I went there and there was a problem that the surroundings were dangerous. [0008] For this reason, a fiber-reinforced composite material molded product such as a golf club shaft or a badminton racket can be easily reinforced so that even if the molded product is broken during use, the fragments are separated and the surroundings are separated. It is desired to prevent flying in a vigorous manner and to enhance the safety of the surroundings. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fiber-reinforced composite resin material molded article such as a golf club shaft or a badminton racket using a prepreg. Even if these molded articles are broken during use, a composite prepreg that eliminates the separation of broken pieces, prevents the pieces from flying vigorously around, and improves the safety of the surroundings. To provide. The above object is achieved by a nickel / titanium superelastic wire composite prepreg according to the present invention. In summary, the present invention comprises two or more types of reinforcing fibers arranged in one direction and a matrix resin impregnated with the reinforcing fibers, wherein one type of the reinforcing fibers is nickel-titanium having an elongation of 10 to 60%. A nickel / titanium superelastic wire composite prepreg characterized by being a superelastic wire. FIG. 1 is a view showing one embodiment of a nickel-titanium superelastic wire composite prepreg of the present invention. FIG. 1 (a) is a sectional view of the composite prepreg, and FIG. 1 (b) is a cover. It is a top view of the composite prepreg in the state where the film was peeled off. The composite prepreg of the present invention is a prepreg having two or more types of reinforcing fibers arranged in one direction. When a fiber-reinforced composite resin material molded article is produced, a carbon fiber or the like is usually used. Used in combination with prepreg. In the present invention, nickel-titanium (Ni.Ti) superelastic wire is used for one of the two or more types of reinforcing fibers in order to impart high elongation to a part of the reinforcing fibers of the composite prepreg. It is a big feature. According to this embodiment, the composite prepreg 1
A carbon fiber 2 as a main reinforcing fiber and a Ni.Ti superelastic wire 3 are arranged in one direction, and the carbon fiber 2 and the superelastic wire 3 are impregnated with a matrix resin 4.
The entire composite prepreg 1 is supported on release paper 5, and a cover film 6 is covered on the surface of the prepreg 1 on the side opposite to the release paper 5. The composite prepreg 1 is used after peeling off the release paper 5 and the cover film 6. The Ni.Ti superelastic wire 3 is made of a high elongation Ni.Ti alloy. This high elongation Ni / Ti alloy is a kind of shape memory alloy, and is configured to memorize the shape by heat treatment.
When the tension is removed after being pulled, it has the property of returning to its original size. Typically, such a high elongation Ni.Ti alloy has an elongation of 15.0% and a composition ratio of Ni / Ti ≒.
Although there is a 50/50 (weight ratio), one having an elongation of 10 to 60% is generally known due to the difference in the composition ratio Ni / Ti. Normally, the elongation of the reinforcing fiber or the reinforcing fiber compounded with the main reinforcing fiber is carbon fiber: 1-1.
5%, SUS fiber: 1.7%, boron fiber: 1.2%,
Glass fiber: 4%, Kevlar fiber (organic fiber): 2.4
% And both are small. Also, Ti fibers have a relatively high elongation, but still break at 10% elongation due to deformation strain. With respect to the elongation of these fibers, the Ni.
The elongation of the Ti alloy wire is extremely large at 10 to 60%. Therefore, in the present invention, in order to give a high elongation to a part of the reinforcing fibers of the composite prepreg 1, the N of the elongation of 10 to 60% is used.
A Ni.Ti superelastic wire 3 made of an i.Ti alloy is used. The outer diameter of the Ni · Ti superelastic wire 3 is preferably 50 to
It is about 200 μm. The composite prepreg 1 obtained by compounding the Ni / Ti superelastic wire 3 is used in combination with a normal prepreg,
When manufacturing fiber reinforced composite resin material molded products such as golf club shafts and badminton rackets, the molded products are:
Even if a break occurs during use, the Ni / Ti superelastic wire 3 stretches greatly without cutting and keeps the broken pieces together, so that the pieces can be prevented from flying vigorously around. become. The mode of compounding the Ni.Ti superelastic wire 3 with the carbon fiber 4 is as follows.
For example, a structure in which the carbon fibers 4 are arranged in one direction around the superelastic wire 3 and between the superelastic wires 3 is provided as an example. As the matrix resin 4, a thermosetting matrix resin such as an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a polyurethane resin, a diallyl phthalate resin and a 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 200 ° C. In one preferred example, the matrix resin is preferably an epoxy resin. Examples of usable epoxy resins include (1) glycidyl ether epoxy resins (bisphenol A, F, S epoxy resins, A novolak epoxy resin, a brominated bisphenol A epoxy resin); (2) a cycloaliphatic epoxy resin;
(3) Glycidyl ester-based epoxy resin; (4) Glycidylamine-based epoxy resin; (5) Heterocyclic epoxy resin; One or more kinds selected from various other epoxy resins are used, and in particular, bisphenol A, F, S
Glycidylamine-based epoxy resins are preferably used.
As the curing agent, amine curing agents such as dicyandiamide (DICY) and diaminophenylsulfone (D
DS), diaminodiphenylmethane (DDM); anhydride systems such as hexahydrophthalic anhydride (HHPA),
Methylhexahydrophthalic anhydride (MHHPA) or the like is used, and an amine-based curing agent is particularly preferably used. The mixing ratio of the reinforcing fiber (carbon fiber 2 + superelastic wire 3) and the matrix resin 4 can be arbitrarily adjusted, but generally, the reinforcing fiber: matrix resin = 30 to 8 by weight%.
The range of 0:20 to 70 is good, preferably 40 to 75:
25 to 60. When the proportion of the reinforcing fibers is less than 30% by weight, when the matrix resin 4 is cured to make the composite prepreg 1 a fiber-reinforced composite resin material, the strength of the composite resin material due to the reinforcement with the reinforcing fibers becomes insufficient. If it exceeds 80% by weight, the matrix resin 4 may be too small, and the strength of the matrix resin 4 of the composite resin material may not be sufficient. Carbon fiber 2 was used as the main reinforcing fiber. In addition to carbon fiber, metal fibers such as SUS fiber and titanium fiber, inorganic fibers such as boron fiber, and organic fibers such as glass fiber and Kevlar fiber. One or more species can be used as the main reinforcing fiber. The overall thickness of the composite prepreg 1 is 20 to 3
Suitably, it is set to 00 μm. If the thickness of the prepreg 1 is less than 20 μm, it is too thin to make the prepreg 1 difficult, and is not practical for use in producing a fiber-reinforced composite resin material molded product. Also 300μ thick
If it exceeds m, it will be too thick, and it will be difficult to produce a fiber-reinforced composite resin material molded article with good moldability. The composite prepreg 1 of the present invention can be produced by any method. However, two resin coatings obtained by coating a matrix resin on release paper are used, and the resin of the two resin coated papers is used. By arranging the carbon fiber and the Ni.Ti superelastic wire between them, continuously supplying them between the hot rolls, and heating and pressing with the hot rolls, the prepreg 1 can be suitably manufactured. it can. However, the present composite prepreg 1, which is not limited to this, is used in combination with a normal prepreg such as a carbon fiber prepreg when manufacturing a fiber-reinforced composite resin material molded product such as a golf club shaft or a badminton racket. For example, in the case of a golf club shaft, the carbon fibers have angles (θ) in opposite directions to the axis of the mandrel 100 (also the axis of the golf club shaft),
That is, the angle (± θ) in the clockwise direction (usually θ = 35 ° to 45 °)
°) Prepreg 101 arranged so as to be inclined by
And a prepreg 102 in which carbon fibers are arranged in parallel (θ = 0 °) with respect to the axis of the golf club shaft, as shown in FIG. When the composite prepreg 1 of the present invention is used in combination, for example, as shown in FIG. That is, according to the present invention, the prepreg 10
1 and the prepreg 1
02 and an intermediate, innermost or outermost composite layer 1 ′ of the composite prepreg 1.
Is formed. Usually, the angle layer 101 'is about 4 to 10
And the straight layer 102 'are laminated about 2 to 5 layers, and the composite layer 1' according to the present invention is composed of 1 to 2 layers. Angle layer 1
01 'may be the outer layer and the straight layer 102' may be the inner layer. Further, in order to compensate for insufficient strength at the front and rear ends of the golf club shaft, for example, a reinforcing layer (not shown) can be added at that location. Of course, the angle layer 101 'and the straight layer 102' are formed by using various prepregs known as those skilled in the art using other fibers such as glass fibers other than carbon fibers as reinforcing fibers. It is also possible. According to the fiber-reinforced composite resin material molded article manufactured by combining such a composite prepreg 1, not only is it lightweight, but even if the molded article breaks during use, Ni. Since the Ti superelastic wire 3 extends greatly without being cut and keeps the broken fragments, the fragments can be prevented from flying vigorously to the surroundings, and the safety of the surroundings can be improved. . The present invention will be further described based on specific examples. Example 1 A golf club shaft made of a fiber-reinforced composite material was prepared by using the composite prepreg of the present invention together with a carbon fiber prepreg. As shown in FIG. 5, an angle layer 101 'is placed on a mandrel 100 in the form of a golf club shaft.
Prepreg 101 is a PAN-based carbon fiber prepreg having a thickness of 120 μm and a resin amount of 32% at + 45 °, −4 °
A total of 8 layers are wound at 5 °, two layers of the composite prepreg 1 of the present invention are wound thereon for the composite layer 1 ′, and a carbon fiber prepreg 103 for the straight layer 103 ′ is further formed thereon with a thickness of 130 μm and a resin amount of Four layers of 35% PAN-based carbon fiber prepreg were wound. And one layer of a glass fiber unidirectional prepreg having a thickness of 85 μm for surface polishing,
Finally, a T-glass prepreg is wrapped as a reinforcing layer to reinforce the tip portion, and then taped with a polypropylene stretch tape and heat-cured. Thereafter, a predetermined finish such as polishing is performed to form a golf club shaft. Created. The Ni.Ti superelastic wire 3 used for the composite prepreg 1 has an outer diameter of 100 μm and an elongation of 50%.
The alloy wires were arranged in one direction at an interval of p = 1.0 mm. The carbon fiber 2 of the composite prepreg 1 has an outer diameter of 7 μm,
PAN- based carbon fibers having physical properties of 3.5 GPa in tensile strength, 240 GPa in tensile elasticity and 1.5% elongation, were arranged in one direction at a basis weight of 150 g / m 2 . The matrix resin used was an epoxy resin. The dimensions of the obtained golf club shaft were 1075 mm in total length, 8.5 mm in outer diameter at the front end (head side), and 15.3 mm in outer diameter at the rear end (grip side). A notch of 1.0 mm from the surface is placed 150 mm from the tip head side of the golf club shaft, the rear end grip side is set on a golf hitting machine, and the golf club is swung a plurality of times at a speed of 40 mm / sec. The shaft was forcibly broken. As a result, the golf club shaft was broken from the notch at the time of swinging 45 times, but the broken tip fragment was Ni Ni of the intermediate composite layer 1 '.
-The fragments were not separated because they were tied up by the Ti hyperelastic wire, and the fragments could be prevented from flying vigorously around. Example 2 The same composite prepreg 1 as used in Example 1 was used to form a composite layer 1 ′.
Was formed on the outermost layer of the golf club shaft. Otherwise, a golf club shaft was prepared in the same manner as in Example 1. Similarly, a notch was formed in the golf club shaft, and the golf club was swung by a test hitter to forcibly break the shaft. As a result, the golf club shaft breaks from the notch at the time of swinging 41 times, and the broken tip-side fragment is not separated by the Ni.Ti superelastic wire of the outermost composite layer 1 ', and Was able to be prevented from flying fast. As described above, the nickel-titanium superelastic wire composite prepreg of the present invention comprises two or more types of reinforcing fibers arranged in one direction and a matrix resin impregnated with the reinforcing fibers. As one of the two or more types of reinforcing fibers, a superelastic wire made of a nickel-titanium alloy having an elongation of 10 to 60% was used to impart high elongation to a part of the reinforcing fibers. Therefore, when a fiber-reinforced composite resin material molded article such as a golf club shaft or a badminton racket is manufactured by using this in combination with a normal prepreg using carbon fiber or the like, even if breakage occurs during use of these molded articles, the broken fragment Can be kept together without being separated, and the fragments can be prevented from flying vigorously to the surroundings, so that the safety of the surroundings can be improved. Furthermore, due to the superelastic performance of the nickel / titanium superelastic wire, it is possible to absorb the impact at the time of hitting and to repel it strongly, giving excellent shock absorption and rebound to molded products such as golf club shafts. can do.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明のニッケル・チタン超弾性線複合プリプ
レグの一実施例を示す図である。 【図2】図2の複合プリプレグによる複合層を設けたゴ
ルフクラブシャフトを示す断面図である。 【図3】従来のゴルフクラブシャフトを示す断面図であ
る。 【図4】ゴルフクラブシャフトの製造法を示す説明図で
ある。 【図5】ゴルフクラブシャフトの製造のためのプリプレ
グを示す平面図である。 【符号の説明】 1 ニッケル・チタン超弾性線複合プリプレグ 1′ 複合層 2 炭素繊維 3 ニッケル・チタン超弾性線 4 マトリクス樹脂 5 離型紙 6 カバーフィルム
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing one embodiment of a nickel-titanium superelastic wire composite prepreg of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a golf club shaft provided with a composite layer of the composite prepreg of FIG. FIG. 3 is a sectional view showing a conventional golf club shaft. FIG. 4 is an explanatory view showing a method of manufacturing a golf club shaft. FIG. 5 is a plan view showing a prepreg for manufacturing a golf club shaft. [Description of Signs] 1 Nickel / titanium superelastic wire composite prepreg 1 'composite layer 2 carbon fiber 3 nickel / titanium superelastic wire 4 matrix resin 5 release paper 6 cover film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29B 11/16 B29B 15/08 - 15/14 C08J 5/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B29B 11/16 B29B 15/08-15/14 C08J 5/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 一方向に配列された2種以上の強化繊維
と、これに含浸したマトリクス樹脂とからなり、前記強
化繊維の1種は、伸び率が10〜60%のニッケル・チ
タン超弾性線であることを特徴とするニッケル・チタン
超弾性線複合プリプレグ。
(57) [Claim 1] It is composed of two or more kinds of reinforcing fibers arranged in one direction and a matrix resin impregnated therein, and one kind of the reinforcing fibers has an elongation of 10%. A nickel-titanium superelastic wire composite prepreg, which is a nickel-titanium superelastic wire of about 60%.
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