JPH0542236A

JPH0542236A - ゴルフクラブシヤフト

Info

Publication number: JPH0542236A
Application number: JP3230820A
Authority: JP
Inventors: Makoto Takezawa; 誠竹澤; Kanji Miyao; 巻治宮尾; Hiroshi Inoue; 寛井上
Original assignee: Tonen Corp
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK
Priority date: 1991-08-19
Filing date: 1991-08-19
Publication date: 1993-02-23

Abstract

(57)【要約】【目的】特に、捩り破壊強度及び耐衝撃性等の機械的
強度、並びに使用時の感触が大幅に向上した、しかも美
観的にも優れたゴルフクラブシャフトを提供する。【構成】ゴルフクラブシャフトは複数の繊維強化樹脂
層１０１’、１０２’からなり、しかも、強化繊維とし
て、表面にリン酸塩処理又はクロメート処理が施された
金属繊維を少なくとも有した繊維強化プリプレグ層１’
が、少なくとも前記繊維強化樹脂層の間に、最外層に、
又は最内層に、１層或は複数層設けられる。金属繊維
は、チタン繊維、アモルファス繊維、スチール繊維、ス
テンレス繊維、タングステン繊維、アルミニウム繊維な
どから選択される１種又は複数種が選択される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の繊維強化樹脂層
からなるゴルフクラブシャフトに関するものであり、特
に、少なくとも前記繊維強化樹脂層の間に、最外層に、
又は最内層に、強化繊維として少なくとも金属繊維を有
した繊維強化プリプレグ層を設けたことを特徴とするゴ
ルフクラブシャフトに関するものである。更に詳しく言
えば、本発明にて、繊維強化プリプレグ層は、強化繊維
としての金属繊維の表面がリン酸塩処理又はクロメート
処理されたことを特徴とする繊維強化プリプレグにて形
成される。

【０００２】

【従来の技術】近年、ゴルフクラブシャフトとして、軽
量で且つ機械的強度が高いという理由から、例えば強化
繊維として炭素繊維を使用した炭素繊維強化複合樹脂に
て作製されたものが多く利用されており、良好な成果を
収めている。

【０００３】斯る従来の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層などから構成されるが、図
３に図示されるように、所定の形状寸法に裁断した炭素
繊維強化プリプレグ１０１を所定枚数だけマンドレル１
００に巻き付け、硬化することによって形成される。こ
のとき、捩り及び曲げ性能を向上せしめるために、炭素
繊維強化プリプレグとしては、図３に図示されるよう
に、炭素繊維がゴルフクラブシャフトの軸線に対して互
に反対方向に角度（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４に図示されるように、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１０
２’）とが使用され、基本的には、図５に図示されるよ
うに、ゴルフクラブシャフトの内側層にプリプレグ１０
１（アングル層１０１’）が、外側層にプリプレグ１０
２（ストレート層１０２’）が使用されることが多い。

【０００４】このような構成のゴルフクラブシャフトに
おいても、更に、強度及び弾性率の点で、或は、使用時
の感触の点で改良が望まれており、斯る要望に応えるべ
く、強化繊維としてチタン繊維、ステンレス繊維、タン
グステン繊維などの金属繊維を１種或は複数種有した繊
維強化プリプレグ、又は、強化繊維として１種或は複数
種の金属繊維と、金属繊維以外の炭素繊維などの異種繊
維とを有した繊維強化プリプレグが開発され、そのため
の研究が盛んに行われている。

【０００５】このような繊維強化プリプレグは、圧縮強
度、衝撃強度及び捩り破壊強度などに優れ、これらプリ
プレグにてゴルフクラブシャフトを製作した場合には従
来の金属シャフトが有する感触をも達成し得ることが分
かった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな金属繊維を有した上記繊維強化プリプレグを使用し
て作製したゴルフクラブシャフトの更なる捩り破壊強
度、耐衝撃性の改善、更には使用時の感触の改良が望ま
れている。

【０００７】本発明者らは、このような強化繊維として
少なくとも金属繊維を有した繊維強化プリプレグを改良
するべく多くの研究実験を行なった結果、強化繊維とし
ての金属繊維の表面をリン酸塩処理又はクロメート処理
することにより、金属繊維自体が強化されると共に、金
属繊維とマトリクス樹脂との接着性が大幅に向上し、こ
れら繊維強化プリプレグを使用して作製したゴルフクラ
ブシャフトの捩り破壊強度、耐衝撃性及び使用時の感触
を大きく改良し得ることを見出した。

【０００８】本発明は斯る新規な知見に基づきなされた
ものである。

【０００９】従って、本発明の目的は、特に、捩り破壊
強度及び耐衝撃性等の機械的強度、並びに使用時の感触
が大幅に向上した、しかも美観的にも優れたゴルフクラ
ブシャフト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
ゴルフクラブシャフトにて達成される。要約すれば本発
明は、複数の繊維強化樹脂層からなるゴルフクラブシャ
フトにおいて、強化繊維として、表面にリン酸塩処理又
はクロメート処理が施された金属繊維を少なくとも有し
た繊維強化プリプレグ層を、少なくとも前記繊維強化樹
脂層の間に、最外層に、又は最内層に、１層或は複数層
設けたことを特徴とするゴルフクラブシャフトである。
好ましくは、前記金属繊維の表面には、リン酸塩処理で
は被膜量０．２〜１０ｇ／ｍ² の金属塩被膜が形成さ
れ、又、クロメート処理では被膜量０．０１〜０．１５
ｇ／ｍ²の金属塩被膜が形成される。

【００１１】

【実施例】次に、本発明に係るゴルフクラブシャフトを
図面に則して更に詳しく説明する。本実施例にて、ゴル
フクラブシャフトは、基本的には強化繊維が炭素繊維で
ある繊維強化複合樹脂からなるものとして説明する。

【００１２】本発明に係るゴルフクラブシャフトは、図
１に図示されるように、好ましくは、炭素繊維がゴルフ
クラブシャフトの軸線に対して互に角度（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、炭素繊維がゴルフクラブシャフトの
軸線に対して平行に配列されたプリプレグ１０２と、両
プリプレグ１０１と１０２との間に、本発明に従って構
成される、後に詳しく説明する繊維強化プリプレグ１が
配設され、硬化することによって製造される。

【００１３】つまり、本発明によると、アングル層１０
１’、繊維強化プリプレグ層１’及びストレート層１０
２’を備えたゴルフクラブシャフトが形成される。又、
繊維強化プリプレグ層１’は、図２に図示されるよう
に、最外層に設けることもでき、又、図示してはいない
が、最内層に設けることもでき、更にはアングル層１０
１’とストレート層１０２’との間及び最外層或は最内
層など、任意の箇所に設けることができる。

【００１４】図１及び図２では、アングル層１０１’が
内層とされているが、ストレート層１０２’を内層とす
ることも可能である。又、アングル層１０１’及びスト
レート層１０２’、更には繊維強化プリプレグ層１’は
１層である必要はなく、必要に応じて複数層とすること
も可能である。

【００１５】アングル層１０１’及びストレート層１０
２’は、通常の炭素繊維強化プリプレグ１０１、１０２
を使用して形成することができる。

【００１６】つまり、炭素繊維強化プリプレグ１０１、
１０２は、強化繊維としては炭素繊維（黒鉛繊維をも含
む）を使用し、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
５０〜２００℃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。

【００１７】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。

【００１８】次に、本発明の特徴とする繊維強化プリプ
レグ層１’について更に詳しく説明する。図６及び図７
に、本発明に係る繊維強化プリプレグ層１’を形成する
ために使用される繊維強化プリプレグ１の実施態様が示
される。

【００１９】図６は、本発明の特徴をなす繊維強化プリ
プレグの一実施例を示す断面図である。本実施例にて繊
維強化プリプレグ１は、マトリクス樹脂２が含浸された
強化繊維を有して構成される。本発明によれば、強化繊
維としては、チタン繊維、アモルファス繊維、スチール
繊維、ステンレス繊維、タングステン繊維、アルミニウ
ム繊維などから選択される１種又は複数種の金属繊維４
が使用される。金属繊維４は、５〜３０μｍの小径のも
の、或は５０〜１５０μｍの大径のものなど、種々の繊
維径のものを使用し得る。

【００２０】又、本発明の繊維強化プリプレグ１は、図
７に示すように、強化繊維としては、上述のチタン繊
維、アモルファス繊維、スチール繊維、ステンレス繊
維、タングステン繊維、アルミニウム繊維などから選択
される１種又は複数種の金属繊維４の他に、これら金属
繊維４とは異なる異種繊維６を有することも可能であ
る。異種繊維６としては、炭素繊維、ボロン繊維、ガラ
ス繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維な
どの無機繊維、及びアラミド繊維、ポリアリレ−ト繊
維、ポリエチレン繊維などの有機繊維から選択される１
種又は複数種とされる。異種繊維６も又、金属繊維４と
同様に、５〜３０μｍの小径のもの、或は５０〜１５０
μｍの大径のものなど、種々の繊維径のものを使用し得
る。

【００２１】マトリクス樹脂２としては、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジア
リルフタレート樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性マ
トリクス樹脂が使用可能である。又、更に、硬化温度が
５０〜２００℃となるように硬化剤その他の付与剤、例
えば可撓性付与剤などが適当に添加される。

【００２２】好ましい一例を挙げれば、マトリクス樹脂
としてはエポキシ樹脂が好ましく、使用可能のエポキシ
樹脂としては、例えば、（１）グリシジルエーテル系エ
ポキシ樹脂（ビスフェノールＡ、Ｆ、Ｓ系エポキシ樹
脂、ノボラック系エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノール
Ａ系エポキシ樹脂）；（２）環式脂肪族エポキシ樹脂；
（３）グリシジルエステル系エポキシ樹脂；（４）グリ
シジルアミン系エポキシ樹脂；（５）複素環式エポキシ
樹脂；その他種々のエポキシ樹脂から選択される１種又
は複数種が使用され、特に、ビスフェノールＡ、Ｆ、Ｓ
グリシジルアミン系エポキシ樹脂が好適に使用される。
又、硬化剤としてはアミン系硬化剤、例えばジシアンジ
アミド（ＤＩＣＹ）、ジアミノジフェニルスルフォン
（ＤＤＳ）、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）；酸
無水物系、例えばヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰ
Ａ）、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。

【００２３】繊維強化プリプレグ１における強化繊維と
マトリクス樹脂２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。又、繊維強化プリプレグ１の厚さＴ
は通常２０〜３００μｍとされる。

【００２４】本発明によれば、繊維強化プリプレグ１に
使用される金属繊維４は予め、化成処理としてリン酸塩
処理又はクロメート処理が施される。

【００２５】本発明者らは、金属繊維４を使用した繊維
強化プリプレグ１を使用してゴルフクラブシャフトを製
造するに際し、金属繊維４を使用したことによる繊維強
化プリプレグ１の機械的強度向上効果を十分に発揮させ
て、捩り破壊強度及び耐衝撃性等の機械的強度並びに使
用時の感触が大幅に向上したゴルフクラブシャフトを得
るべく鋭意研究を重ねた。

【００２６】その結果、従来の斯る繊維強化プリプレグ
１では、金属繊維４とマトリクス樹脂２との接着性が低
く、このため金属繊維４を強化繊維として使用したこと
による繊維強化プリプレグ１の機械的強度向上効果が十
分に発揮されず、この繊維強化プリプレグ１を使用して
得られたゴルフクラブシャフトは、捩り破壊強度及び耐
衝撃性等の機械的強度向上効果が十分に付与されず、ゴ
ルフクラブシャフトの捩り破壊強度及び耐衝撃性向上が
不十分で、且つ打球感等の使用時の感触の改善も十分で
ないものに止まっていることが分かった。

【００２７】本発明者らは、金属繊維４のマトリクス樹
脂２との接着性を高めるには金属繊維４を予めリン酸塩
処理又はクロメート処理することが極めて有効であるこ
とを見出した。

【００２８】金属繊維４を予めリン酸塩処理又はクロメ
ート処理することにより、金属繊維表面上に金属塩被膜
が形成され、この金属塩被膜が金属繊維４のマトリクス
樹脂２との接着性を高め、それによって、金属繊維４を
使用した繊維強化プリプレグ１にて作製されたゴルフク
ラブシャフトの捩り破壊強度及び耐衝撃性等の機械的強
度の向上効果を十分に発揮させることができ、又使用時
の打球感等の感触も改善できることが分かった。

【００２９】リン酸塩処理としては、リン酸亜鉛系、リ
ン酸マンガン系のいずれのリン酸塩処理を使用すること
ができる。特に、金属繊維４がスチール繊維、ステンレ
ス繊維の場合は、上記のリン酸亜鉛系、リン酸マンガン
系の処理に加えて、更にリン酸鉄系のリン酸塩処理を使
用することができる。

【００３０】これらリン酸塩処理の液組成、ＰＨ、処理
温度、処理時間等の処理条件は、通常の条件で行なうこ
とができるが、金属繊維４のマトリクス樹脂２との接着
性の向上という観点から、使用する金属繊維４の種類等
に応じて適宜決定すれば良い。

【００３１】具体的には、リン酸塩処理は、金属繊維４
表面上に被膜量０．２〜１０ｇ／ｍ² の金属塩被膜が形
成されるように、行なうことが好ましい。金属塩被膜の
量が０．２ｇ／ｍ² 未満では、金属繊維４の表面に金属
塩被膜が形成されたことによる接着性向上に寄与する改
質効果が十分でなく、金属繊維４のマトリクス樹脂２と
の接着強度が高くならない。逆に、金属塩被膜の量が１
０ｇ／ｍ² を超えると金属塩被膜が厚くなり過ぎて、こ
れが原因で金属繊維４のマトリクス樹脂２との接着強度
が低下する。従ってリン酸塩処理により形成される金属
塩被膜の量は、０．２〜１０ｇ／ｍ² 、好ましくは０．
５〜３．０ｇ／ｍ² の範囲がよい。

【００３２】リン酸亜鉛系処理の一例を挙げれば、日本
パーカーライジング（株）製のパルポンドＬー３０８０
のリン酸亜鉛処理システムの利用がある。金属繊維４が
ステンレス繊維の場合を示せば、リン酸亜鉛処理の条件
は次の通りである。

【００３３】全酸度２３ポイント遊離酸度０．９ポイント促進剤濃度３ポイント温度４５℃ 浸漬時間２分

【００３４】クロメート処理としては、鋼板等の表面処
理に用いるクロメート処理を、金属繊維４の種類によら
ずにほぼ全てに対して使用することができる。同様に、
クロメート処理の液組成、ＰＨ、処理温度、処理時間等
の処理条件は、通常の条件で行なうことができるが、金
属繊維４のマトリクス樹脂２との接着性の向上の目的か
ら、使用する金属繊維４の種類等を勘案して適宜決定す
れば良い。

【００３５】具体的には、クロメート処理は、金属繊維
４の表面上に、リン酸塩処理のときと同様、被膜量０．
０１〜０．１５ｇ／ｍ² の金属塩被膜（クロメート被
膜）が形成されるように、行なうことが好ましい。

【００３６】クロメート処理の一例を挙げれば、日本パ
ーカーライジング（株）製のジンクロムＲ−１４１５Ａ
を用いたクロメート処理がある。金属繊維４がステンレ
ス繊維の場合を示せば、クロメート処理は次の通りであ
る。

【００３７】即ち、ジンクロムＲ−１４１５Ａの濃度１
１ポイントの処理液を調製し、脱脂、乾燥したステンレ
ス繊維に常温にてロールコーターにより塗布量が５ｇ／
ｍ²となるように塗布し、更に塗布したステンレス繊維
を８０℃の乾燥機で乾燥し、水分を除去する。

【００３８】上記のリン酸塩処理等は、金属繊維４を処
理液に浸漬することで実施し得るが、リン酸塩処理等に
先だって金属繊維４の表面を脱脂、水洗すること、及び
リン酸塩処理等の後直ちに金属繊維４を水洗、乾燥する
ことを要するのは、通常の鋼板等に対するリン酸塩処理
等の場合と同様である。

【００３９】本発明の繊維強化プリプレグ１にて、強化
繊維は、金属繊維４、又は金属繊維４と異種繊維６とを
一方向に配列して構成することもできるが、これら繊維
をクロス（織物）の状態で使用することも可能である。

【００４０】表１に、強化繊維として少なくとも金属繊
維４を有し、強化繊維を一方向に配列して作製された種
々の繊維強化プリプレグと、この繊維強化プリプレグを
使用してゴルフクラブシャフトを作製した時のゴルフク
ラブシャフトの評価を示す。

【００４１】金属繊維４は、繊維径２０μｍのステンレ
ス繊維、繊維径２０μｍのチタン繊維及び繊維径２０μ
ｍのアルミニウム繊維を用い、予め化成処理したものを
使用した。リン酸塩処理は日本パーカーライジング
（株）製のパルポンドＬ−３０８０を使用し、クロメー
ト処理は日本パーカーライジング（株）製のジンクロム
Ｒ−１４１５Ａを使用して行なった。

【００４２】異種繊維６としての、炭素繊維は繊維径が
７．０μｍのＰＡＮ系炭素繊維（東レ株式会社製、商品
名Ｔ３００）を使用し、ガラス繊維は繊維径が１３μｍ
のガラス繊維（旭ファイバーグラス株式会社製、規格名
Ｅガラス）を、アラミド繊維は繊維径が１２μｍのアラ
ミド繊維（帝人株式会社製、商品名テクノーラ）を、ポ
リアリレート繊維は繊維径が２３μｍのポリアリレート
繊維（クラレ株式会社製、商品名ベクトラン）を用い
た。

【００４３】各繊維強化プリプレグにて、マトリクス樹
脂２としてはエポキシ樹脂を用いた。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１に示されるように、本発明の繊維強化
プリプレグを使用した場合（実施例１〜８）では、金属
繊維４はリン酸亜鉛処理又はクロメート処理が施されて
いるためにマトリクス樹脂２との接着性が良く、金属繊
維４を使用したことによる繊維強化プリプレグの性能が
十分に発揮され、その結果、得られたゴルフクラブシャ
フトは捩り破壊強度及び耐衝撃性が向上して共に良好以
上に改善され、又ゴルフクラブの使用感も良好以上を示
した。これに対し比較例１〜３では、金属繊維４がリン
酸塩処理もクロメート処理も施されていないか、リン酸
塩処理を施してもその被膜量が少なく有効に行なわれて
いないので、金属繊維４のマトリクス樹脂２との接着性
が低く、そのために得られたゴルフクラブシャフトは、
捩り破壊強度若しくは耐衝撃性の少なくともいずれかが
劣る結果となった。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のゴルフク
ラブシャフトの繊維強化プリプレグ層を形成する繊維強
化プリプレグは、強化繊維として少なくとも１種又は複
数種の金属繊維を有し、しかも金属繊維の表面はリン酸
塩処理又はクロメート処理が施されているために、金属
繊維のマトリクス樹脂との接着性が高く、強化繊維とし
て金属繊維を使用したことによる機械的強度の向上効果
を十分に発揮させることができ、特に、捩り破壊強度及
び耐衝撃性等の機械的強度が大幅に向上し、又使用時の
打球感等の感触が著しく改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るゴルフクラブシャフトの横断面図
である。

【図２】本発明に係るゴルフクラブシャフトの横断面図
である。

【図３】ゴルフクラブシャフトの製造方法を説明する図
である。

【図４】ゴルフクラブシャフトを製造するためのプリプ
レグを示す平面図である。

【図５】従来のゴルフクラブシャフトの横断面図であ
る。

【図６】本発明に従った繊維強化プリプレグの一実施例
の断面構成図である。

【図７】本発明に従った繊維強化プリプレグの他の実施
例の断面構成図である。

【符号の説明】

１繊維強化プリプレグ２マトリクス樹脂４金属繊維６異種繊維１’ 繊維強化プリプレグ層１０１’ アングル層１０２’ ストレート層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の繊維強化樹脂層からなるゴルフク
ラブシャフトにおいて、強化繊維として、表面にリン酸
塩処理又はクロメート処理が施された金属繊維を少なく
とも有した繊維強化プリプレグ層を、少なくとも前記繊
維強化樹脂層の間に、最外層に、又は最内層に、１層或
は複数層設けたことを特徴とするゴルフクラブシャフ
ト。
【請求項２】前記金属繊維の表面には、リン酸塩処理
により被膜量０．２〜１０ｇ／ｍ² の金属塩被膜が形成
される請求項１のゴルフクラブシャフト。
【請求項３】前記金属繊維の表面には、クロメート処
理により被膜量０．０１〜０．１５ｇ／ｍ² の金属塩被
膜が形成される請求項１のゴルフクラブシャフト。