JPH03202324A - ハイブリッドプリプレグ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 の１ 本発明は、炭素繊維と、有機繊維と、これら繊維とは異
なる、ガラス繊維、その他、ボロン繊維、アルミナ繊維
、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維などの無機繊維とされる
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。

虹久立且Ｉ 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５ゴルフ
シヤフト、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。

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、斯る要望に応えるべく、炭素繊維強
化プリプレグ間に、該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。

が　　しよ　と　る 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。

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。

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。

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、折損防止などのために耐衝撃性が要求さ
れる。

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。

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
して炭素繊維及び有機繊維を含ませ、更に、これら繊維
とは異なる、ガラス繊維、その他、ボロン繊維、アルミ
ナ繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維などの無機繊維な
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、耐衝撃性が飛躍
的に改善されることが分かった。

本発明は斯る新規な知見に基づきなされたものである。

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、
耐衝撃性が改善され、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。

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。

な　　　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、強
化繊維として一方向に配列された炭素繊維中に、有機繊
維と、ガラス繊維及び／又は無機繊維とされる異種繊維
とを、前記炭素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。

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２枚の一方向炭素繊維
強化プリプレグによって、前記炭素繊維と同一方向に配
列された、有機繊維と、ガラス繊維及び／又は無機繊維
とされる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。

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、有機繊維
と、ガラス繊維及び／又は無機繊維とされる異種繊維と
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、前記有機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、炭素繊維を強
化繊維として使用した他の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にて好適に製造され
る。

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。

つまり、本発明に係る一つの製造方法は、強化繊維とし
て一方向に配列された炭素繊維中に、有機繊維と、ガラ
ス繊維及び／又は無機繊維とされる異種繊維とを、前記
炭素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）゛有機繊維と、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）前記有機繊維と異種繊維とを挟持する態様で、
それぞれ離型紙に保持された、炭素繊維を強化繊維とし
た第１及び第２炭素繊維強化プリプレグを、前記有機繊
維と異種繊維とに添わせて連続的に供給すること、（ｃ
）前記離型紙付第１炭素繊維強化プリプレグ、有機繊維
及び異種繊維、並びに離型紙付第２炭素繊維強化プリプ
レグを、前記離型紙付第１及び第２炭素繊維強化プリプ
レグの合計厚みの０．７〜０．８倍の厚みにまで押圧し
、且つ前記第１及び第２炭素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。

又、他の発明によれば、強化繊維として一方向に配列さ
れた炭素繊維中に、有機繊維と、ガラス繊維及び／又は
無機繊維とされる異種繊維とを、前記炭素繊維と同一方
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）有機繊維と、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、前記有機繊維及び異種繊維の両
側から該有機繊維及び異種繊維に添わせて連続的に供給
すること、（ｃ）前記有機繊維、異種繊維及び炭素繊維
を挟持する態様で、第１及び第２樹脂塗工紙を前記有機
繊維、異種繊維及び炭素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、有機繊維、異種繊
維及び炭素繊維、並びに第２樹脂塗工紙を加圧加熱して
一体とし、前記有機繊維、異種繊維及び炭素繊維に前記
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。

及墓濾 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。

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、強化繊維として一方向に配列された炭素
繊維２中に、有ｍｌａ維６と、有機繊維６及び炭素縁＃
ｔ１２とは異なる異種繊維８とが、炭素繊維２と同一方
向に配列して構成される。本実施例にて有機繊維６と異
種繊維８とは交互に配置されているが、有機繊維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。

又、有機繊維６及び異種繊維８は、第１図に図示される
ように、一方向炭素繊維プリプレグ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
って配置されたとしても同等の作用効果を発揮し得る。

更に、本発明によれば、ハイブリッドプリプレグｌ中に
含まれる異種繊維８は、ガラス繊維又はその他の、例え
ばボロン繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素
繊維などとされる無機繊維とされ、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、例えばガラス繊維
とアルミナ繊維といったような異種繊維８ａ、８ｂを有
する実施例が示される。

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、有機繊維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、有機繊維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）と有機繊維
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。

本発明に使用される有機繊維６としては、ボリアリレー
ト繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維などが使用さ
れる。

又、本発明に使用される有機繊維６、更には、ガラス繊
維、その他、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊
維などの無機繊維のような異種繊維８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、第５図に図示するようにモノフィラメント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
。

従って、このようなストランドの形態とされる場合の有
機繊維６及び異種繊維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Ｄｏを使用する。

Ｄ０＝！丁・ｄ ｎ；収束本数 ｄ：繊維径 又、斯るストランドを有機繊維６及び異種繊維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、ハイブリッドブノブレグｌ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であろう。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
な無機繊維、例えば繊維径が５０〜１５０μｍとされる
ボロン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
ンドの形態で使用される有機繊維６及び異種繊維８の繊
維径、即ち、換算径り。

は最小３０ｕｍ、最大５００μｍとされ、通常５０〜４
００μｍとされるのが好適である。

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６は、３００本収束子ることにより
換算径り。は３９８μｍとされ、又、繊維径ｄが１３μ
ｍとされるガラス繊維８は、８００本収束子ることによ
り換算径Ｄ０は３６８μｍとされ、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。

本発明に従って構成されるハイブリッドプリプレグｌ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２枚の一方向炭素繊維強化プリプレ
グの間に、有機繊維及び異種繊維を炭素繊維と同一方向
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
。

更に説明すると、第７図に図示するように、離型紙１０
に保持された、繊維径が５〜３０μｍとされる炭素繊維
２を有した第１の炭素繊維強化プリプレグ４Ａの上に、
該第１の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５０〜５００μ
ｍとされる有機繊維６及び異種繊維８を配置し、更に、
該有機繊維６及び異種繊維８を挟持する態様で、第１の
炭素繊維強化プリプレグ４Ａと同様の離型紙１０に保持
された第２の炭素繊維強化プリプレグ４Ｂを重ね合せ、
前記両次素繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂを互いの方へ
と押圧及び／又は加熱することにより第１炭素繊維強化
プリプレグ４Ａ、有機繊維６及び異種繊維８、並びに第
２炭素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ｌが形成される。

第１及び第２炭素繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂの強化
繊維としての炭素繊維２は同じ炭素繊維であっても良く
、又、強度の異なる炭素繊維とすることもできる。炭素
繊維２は、通常、繊維径は、上述のように、５〜３０μ
ｍとされるが、好ましくは６〜１２μｍとされる。

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。

好ましい一例を挙げれば、マトリクス樹脂としてはエポ
キシ樹脂が好ましく、使用可能のエポキシ樹脂としては
、例えば、（１）グリシジルエーテル系エポキシ樹脂（
ビスフェノールＡ、Ｆ。

Ｓ系エポキシ樹脂、ノボラック系エポキシ樹脂、臭素化
ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂）：（２）Ｆ１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（ＤＤＳ）、ジアミノジフェニルメタ
ン（ＤＤＭ）などが好適に使用される。

又、本発明のハイブリッドにおける炭素繊維、有ＩＮ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、一般に、重量％で、炭素繊維：有機繊維：異
種繊維：マトリクス樹脂＝（３０〜７０）：　（２〜３
０）：　（２〜３０）＝（２０〜４０）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、
使用される有機繊維及び異種繊維の繊維径によって種々
に作製し得るが、通常８０〜２００μｍ程度とされるで
あろう。

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。

つまり、マトリクス樹脂１２が塗布された第１の塗工紙
１４Ａ上に炭素繊維２、有機繊維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２．６．８を覆って、マトリクス樹脂１２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ｌが製造される。

更に、本発明に係るハイブリッドプリプレグ１は、ドラ
ムワイングーにて極めて好適に製造し得る。

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１０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、ボビン
２４から有機繊維６及び異種繊維８がトラバース装置２
６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４Ａの
上に、一定ピツチにて巻き付けられる。

次に、有機繊維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１０に保持された第２の一方向
炭素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、有機
繊維６及び異種繊維８を挟持した態様で前記第１の炭素
繊維強化プリプレグ４Ａ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。

なお、別法としては、第２の炭素繊維強化プリプレグ４
Ｂは、第１炭素繊維強化プリプレグ４Ａの上に有機繊維
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。

使用した第１及び第２炭素繊維強化プリプレグ４Ａ、４
Ｂは同じ構成のものとされ、離型紙１０の上に厚み６５
μｍ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、マト
リクス樹脂の含有量は３３重量％であった。

有ｔＸ繊維６としては、繊維径２３μｍのボリアリレー
ト繊維（ペクトラン）３００フイラメントを収束したも
のを使用し、異種繊維８としては、繊維径１５μｍの炭
化珪素繊維５００フイラメントを収束したものを使用し
、有機繊維６と異種繊維８とは２ｍｍの間隔となるよう
に配置した。

このようにして製造したハイブリッドプリプレグｌは、
幅３００　ｍｍ、長さ１．７ｍ、厚さ（Ｔ）１７９μｍ
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、有機繊維、異種
繊維、マトリクス樹脂の配合割合は、重量％で、炭素繊
維：有機繊維：異種繊維：マトリクス樹脂＝４６：１４
：１７：２３であった。

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、耐衝撃
性が飛躍的に改善され、美感的にも好ましいものであっ
た。

第１表に、有機繊維６及び異種繊維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。

次に、長尺の本発明に係るハイブリッドプリプレグ１の
製造方法を図面を参照して説明する。

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。

本実施例にて、強化繊維として炭素繊維２を使用した第
１及び第２の炭素繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂが離型
紙１０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に取付けられている
。鎖巻出し部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、４Ｂはプレスロール３４
Ａ、３４Ｂの間へと送給される。

一方、有機繊維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３４
Ａ、３４Ｂの間に供給されており、従って、巻出し部３
２Ａ、３２Ｂから引きだされた離型紙付炭素繊維強化プ
リプレグ４Ａ、４Ｂは、有機繊維６及び異種繊維８を間
に挟持した態様にて、該有機繊維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
。

第１及び第２炭素繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂは、有
機繊維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。

この過程で有機繊維６及び異種繊維８は第１及び第２炭
素繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂ内へと埋没して含浸さ
れ、第１及び第２炭素繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂ並
びに有機繊維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。

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１０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１０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。

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、離型紙付第１及び第２炭素繊維強化プリプレ
グ４Ａ、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３６は、前記第１及び第２
炭素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となるように該第１
及び第２炭素繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂを加熱する
。これによって、有機繊維６及び異種繊維８は第１及び
第２炭素繊維強化プリプレグ４Ａ、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、第１及び第
２炭素繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂ並びに有機繊維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、有機繊維６及び異種繊維８が
第１及び第２炭素繊維強化プリプレグ４Ａ、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、
有機繊維６及び異種繊維８の長平方向への整列に乱れが
生じたり、更には、第１及び第２炭素繊維プリプレグ４
Ａ、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。

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。

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。

強化繊維として炭素繊維２を使用した第１及び第２炭素
繊維強化プリプレグ４Ａ、４Ｂは同じ構成のものとされ
、厚さ１２０μｍの離型紙１０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３５重量
％であった。

有機繊維６としては、繊維径２３μｍのボリアリレート
繊維（ペクトラン）３００フイラメントを収束したもの
を使用し、異種繊維８としては、繊維径１０μｍの炭化
珪素繊維にカロン）５００フイラメントを収束したもの
を使用し、有機繊維６と異種繊維８とは２ｍｍの間隔と
なるように配置した。

プレスロール３４Ａ、３４Ｂ及び３８Ａ、３８Ｂの間隔
は３００μｍとされ、離型紙付第１及び第２炭素繊維強
化プリプレグ４Ａ、４Ｂ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炭素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。

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。

本実施例のハイブリッドプリプレグにおける炭素繊維、
有機繊維、異種繊維、マトリクス樹脂の配合割合は、重
量％で、炭素繊維：有機繊維：異種繊維：マトリクス樹
脂＝４６：１４：１７：２３であった。

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、耐衝撃性
が飛躍的に改善され、美感的にも好ましいものであった
。

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。

本実施例にて、有機繊維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、本実施例で
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は前記有機繊維６及び異種繊維８
の両側から前記有機繊維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
。

又、離型紙１０にマトリクス樹脂１２が塗布されて形成
された第１及び第２の樹脂塗工紙１４が、巻ロールの形
態でアンワインダ（巻出し部）３２Ａ、３２Ｂに取付け
られている。鎖巻出し部３２Ａ、３２Ｂから引き出され
た樹脂塗工紙１４は、有機繊維６、異種繊維８及び炭素
繊維２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。

従って、巻出し部３２Ａ、３２Ｂから引き出された樹脂
塗工紙１４は、有機繊維６、異種繊維８及び炭素繊維２
を間に挟持した態様にて、該有機繊維６、異種繊維８及
び炭素繊維２に添ってプレスロール３４Ａ、３４Ｂの間
を通ることとなる。

第１及び第２樹脂塗工紙１４は、有機繊維６、異種繊維
８及び炭素繊維２を挟み込むようにしてプレスロール３
４Ａ、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。この過程で有機繊維６、異種繊維８及び炭素繊
維２は、第１及び第２樹脂塗工紙１４のマトリクス樹脂
１２内へと埋没して含浸され、マトリクス樹脂１２、炭
素繊維２、有機繊維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。

次いで、該ハイブリッド繊維強化複合樹脂層４を挟持し
た両畦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１０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１０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。

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１４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１４中のマ
トリクス樹脂１２の粘度が１０００〜５００００ｃｐと
なるように該第１及び第２樹脂塗工紙１４を加熱するの
が好ましい。

これによって、有機繊維６、異種繊維８及び炭素繊維２
は第１及び第２樹脂塗工紙１４のマトリクス樹脂１２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１４のマトリクス樹脂１２、炭素繊維２、有機繊
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、有機繊維６及び異種繊
維８の長手方向への整列に乱れが生じることなく、特に
、有機繊維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１４のマトリクス樹脂１
２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。

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。

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。

使用した第１及び第２塗工紙１４は同じ構成のものとさ
れ、厚さ１２０ｕｍの離型紙１０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ＰＡ
Ｎ系の炭素繊維（東し株式会社製：商品名ｒＭ４０Ｊ）
を使用し、有機繊維及び異種繊維の各側に５３本ずつ平
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、３００ｍｍ幅にわたって一様の密度
にて整列された。

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５００ｇ／ｌストラン
ドを掛けて通すことにより開繊した。

有機繊維６としては、繊維径２３μｍのボリアリレート
繊維（ペクトラン）３００フイラメントを収束したもの
を使用し、異種繊維８としては、繊維径１３μｍのガラ
ス繊維８００フイラメントを収束したものを使用し、有
機繊維６と異種繊維８とは２ｍｍの間隔となるように配
置した。

プレスロール３４Ａ、３４Ｂ及び３８Ａ１３８Ｂの間隔
は３．０ｍｍとされ、第１及び第２塗工紙１４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
１４中のマトリクス樹脂の粘度は２０００ｃｐとなって
いた。

このようにして＠　３００　ｍ　ｍ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。

本実施例のハイブリッドプリプレグにおける炭素繊維、
有機繊維、異種繊維、マトリクス樹脂の配合割合は、重
量％で、炭素繊維：有機繊維：異種繊維：マトリクス樹
脂＝４０：１３：２２：２０であった。

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、
耐衝撃性が飛躍的に改善され、美感的にも好ましいもの
であった。

及ｍ里 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、耐衝
撃性が改善され、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、
有機繊維、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。

【図面の簡単な説明】

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有機繊維及び異種繊維の
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ノッドプ
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。 １：ハイブリッドプリプレグ ２：炭素繊維 ４．４Ａ、４Ｂ：炭素繊維強化プリプレグ６：有機繊維 ８：異種繊維 １４：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 図面の浄書（内容に変史なし） 第１図 第２図 第４図 第３図 第５図 第６図 第８図 第９図 第７図 手続補正書（自発） 平成　２年　２月２８日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）強化繊維として一方向に配列された炭素繊維中に、
   有機繊維と、ガラス繊維及び／又は無機繊維とされる異
   種繊維とを、前記炭素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２枚の一方向炭
   素繊維強化プリプレグによって、前記炭素繊維と同一方
   向に配列された、有機繊維と、ガラス繊維及び／又は無
   機繊維とされる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、有機繊維と、ガラス繊維及び／
   又は無機繊維とされる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、前記有機繊維及び異種繊維
   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、炭素繊維を強化繊維として使用した他の一方向炭
   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）強化繊維として一方向に配列された炭素繊維中に、
   有機繊維と、ガラス繊維及び／又は無機繊維とされる異
   種繊維とを、前記炭素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）有機繊維と、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）前記有機繊維と異種繊維とを挟持する態様で、そ
   れぞれ離型紙に保持された、炭素繊維を強化繊維とした
   第１及び第２炭素繊維強化プリプレグを、前記有機繊維
   と異種繊維とに添わせて連続的に供給すること、 （ｃ）前記離型紙付第１炭素繊維強化プリプレグ、有機
   繊維及び異種繊維、並びに離型紙付第２炭素繊維強化プ
   リプレグを、前記離型紙付第１及び第２炭素繊維強化プ
   リプレグの合計厚みの０．７〜０．８倍の厚みにまで押
   圧し、且つ前記第１及び第２炭素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
   。 ５）強化繊維として一方向に配列された炭素繊維中に、
   有機繊維と、ガラス繊維及び／又は無機繊維とされる異
   種繊維とを、前記炭素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）有機繊維と、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、前記有機繊維
   及び異種繊維の両側から該有機繊維及び異種繊維に添わ
   せて連続的に供給すること、 （ｃ）前記有機繊維、異種繊維及び炭素繊維を挟持する
   態様で、第１及び第２樹脂塗工紙を前記有機繊維、異種
   繊維及び炭素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、有機繊維、異種繊維及び炭
   素繊維、並びに第２樹脂塗工紙を加圧加熱して一体とし
   、前記有機繊維、異種繊維及び炭素繊維に前記第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
   。