JP2020141918A - Golf club head and golf club - Google Patents

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JP2020141918A JP2019042063A JP2019042063A JP2020141918A JP 2020141918 A JP2020141918 A JP 2020141918A JP 2019042063 A JP2019042063 A JP 2019042063A JP 2019042063 A JP2019042063 A JP 2019042063A JP 2020141918 A JP2020141918 A JP 2020141918A
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拓治 小向
Takuji Komukai
拓治 小向
麻季 鬼塚
Maki Onizuka
麻季 鬼塚
宇野 寿一
Juichi Uno
寿一 宇野
誠 市村
Makoto Ichimura
誠 市村
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Abstract

To provide a golf club head and a golf club capable of improving a carry.SOLUTION: A golf club head 2 comprises a crown part 5, a sole part 6, and a face part 8 connected to the crown part 5 and the sole part 6. At least one of the crown part 5, the sole part 6, and the face part 8 has a high repulsion region including a carbon fiber reinforcement molded body, the carbon fiber reinforcement molded body has an arranged composite material and a resin hardened object. The composite material is formed of a carbon fiber bundle obtained by arranging a plurality of continuous carbon fibers, and a carbon nanotube adhered to respective surfaces of the carbon fibers.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ゴルフクラブヘッド及びゴルフクラブに関するものである。 The present invention relates to a golf club head and a golf club.

ゴルフクラブヘッドと、ゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとを備えたゴルフクラブは、すでによく知られている。例えば、特許文献1には、重心深度を調整可能としたドライバーが開示されている。特許文献1のドライバーによれば、ドライバーの振り易さに密接に関連するドライバーの重心距離をなるべく変えずに、重心深度を調整できる。 Golf clubs with a golf club head and a shaft connected to the golf club head are already well known. For example, Patent Document 1 discloses a driver whose center of gravity depth can be adjusted. According to the driver of Patent Document 1, the depth of the center of gravity can be adjusted without changing the distance of the center of gravity of the driver, which is closely related to the ease of swinging the driver.

特開2016−120120号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-120120

ゴルフクラブの中でも特にドライバーは、飛距離を伸ばすさらなる技術の向上が望まれている。 Among golf clubs, drivers in particular are required to further improve their skills to extend the flight distance.

本発明は、飛距離を伸ばすことができるゴルフクラブヘッド及びゴルフクラブを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a golf club head and a golf club capable of extending a flight distance.

本発明に係るゴルフクラブヘッドは、クラウン部と、ソール部と、前記クラウン部と前記ソール部とに接続されたフェース部と、を備え、前記クラウン部、前記ソール部、及び前記フェース部の少なくとも1つは、炭素繊維強化成形体を含む高反発領域を有し、前記炭素繊維強化成形体は、配列した複合素材と樹脂硬化物とを有し、前記複合素材は、複数の連続した炭素繊維が配列した炭素繊維束と、前記炭素繊維のそれぞれの表面に付着したカーボンナノチューブとで形成される。 The golf club head according to the present invention includes a crown portion, a sole portion, and a face portion connected to the crown portion and the sole portion, and at least the crown portion, the sole portion, and the face portion. One has a high repulsion region including a carbon fiber reinforced molded body, the carbon fiber reinforced molded body has an arranged composite material and a resin cured product, and the composite material has a plurality of continuous carbon fibers. Is formed by the carbon fiber bundles in which the carbon fibers are arranged and the carbon nanotubes attached to the respective surfaces of the carbon fibers.

本発明に係るゴルフクラブは、上記ゴルフクラブヘッドと、前記ゴルフクラブヘッドから延びているシャフトと、を備える。 The golf club according to the present invention includes the golf club head and a shaft extending from the golf club head.

本発明によれば、フェース部は、自身の弾性力と、高反発領域による弾性力とからなる反発力によって、元の形状へ弾性変形する。上記反発力が、フェース部からゴルフボールに対し加えられる。したがって本実施形態に係るゴルフクラブは、ゴルフボールへより大きい反発力を加えることができるので、飛距離を伸ばすことができる。 According to the present invention, the face portion is elastically deformed to its original shape by the repulsive force consisting of its own elastic force and the elastic force due to the high repulsion region. The repulsive force is applied to the golf ball from the face portion. Therefore, the golf club according to the present embodiment can apply a larger repulsive force to the golf ball, so that the flight distance can be extended.

本実施形態に係るゴルフクラブを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the golf club which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るゴルフクラブヘッドの概略断面図である。It is the schematic sectional drawing of the golf club head which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るクラウン部の概略断面図である。It is the schematic sectional drawing of the crown part which concerns on this embodiment. 炭素繊維強化成形体に含まれる複合素材の構成を説明する概略図である。It is the schematic explaining the structure of the composite material contained in the carbon fiber reinforced molded article. 炭素繊維にカーボンナノチューブを付着する付着装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the attachment device which attaches carbon nanotube to carbon fiber. 本実施形態に係るゴルフクラブヘッドの使用状態における断面図である。It is sectional drawing in the use state of the golf club head which concerns on this embodiment. 試験装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the test apparatus. 試験結果を示すグラフ(1)である。It is a graph (1) which shows the test result. 試験結果を示すグラフ(2)である。It is a graph (2) which shows the test result.

1.実施形態
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。本明細書において、ゴルフクラブヘッドを中心として、フェース部側を「前側」、フェース部と逆側を「後側」、クラウン部側を「上側」、ソール部側を「下側」とする。
1. 1. Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present specification, the face portion side is referred to as "front side", the side opposite to the face portion is referred to as "rear side", the crown portion side is referred to as "upper side", and the sole portion side is referred to as "lower side" with the golf club head as the center.

図1は、本実施形態に係るゴルフクラブを示す斜視図である。図1において、x軸手前側(矢印の方向側)は「フェース側」、x軸奥側(矢印の方向と反対側)は「フェースバック側」、z軸上側(矢印の方向側)は「クラウン側」、z軸下側(矢印の方向と反対側)は「ソール側」、y軸手前側(矢印の方向側)は「トウ側」、y軸奥側(矢印の方向と反対側)は「ヒール側」と称する。なお、x軸手前側(矢印の方向側)は「前側」、x軸奥側(矢印の方向と反対側)は「後側」、z軸上側(矢印の方向側)は「上側」、z軸下側(矢印の方向と反対側)は「下側」ともいう。 FIG. 1 is a perspective view showing a golf club according to the present embodiment. In FIG. 1, the front side of the x-axis (the direction side of the arrow) is the "face side", the back side of the x-axis (the side opposite to the direction of the arrow) is the "face back side", and the upper side of the z-axis (the direction side of the arrow) is " "Crown side", z-axis lower side (opposite direction of arrow) is "sole side", y-axis front side (arrow direction side) is "toe side", y-axis back side (opposite direction of arrow) Is referred to as the "heel side". The front side of the x-axis (direction side of the arrow) is the "front side", the back side of the x-axis (opposite the direction of the arrow) is the "rear side", and the upper side of the z-axis (direction side of the arrow) is the "upper side". The lower side of the axis (opposite the direction of the arrow) is also called the "lower side".

1−1 全体構成
図1に示すゴルフクラブ1は、1番ウッドに相当し、ゴルフクラブヘッド(以下、「ヘッド」という)2、ホーゼル3、及びシャフト4を備える。シャフト4の先端は、筒状のホーゼル3を介してヘッド2に連結されている。シャフト4の基端は、図示しないがグリップが取り付けられている。なお、ホーゼル3は省略することができる。ホーゼル3が省略される場合、シャフト4は、先端を直接ヘッド2に挿入し、取り付けられる。シャフト4は、鋼(ステンレス鋼を含む)、アルミニウムや合金などの金属材料、高分子材料、種々の材料を組み合わせた複合材料などで形成することができる。
1-1 Overall configuration The golf club 1 shown in FIG. 1 corresponds to the first wood and includes a golf club head (hereinafter referred to as “head”) 2, a hosel 3, and a shaft 4. The tip of the shaft 4 is connected to the head 2 via a tubular hosel 3. A grip is attached to the base end of the shaft 4, although not shown. The hosel 3 can be omitted. When the hosel 3 is omitted, the shaft 4 is attached by inserting the tip directly into the head 2. The shaft 4 can be formed of steel (including stainless steel), a metal material such as aluminum or an alloy, a polymer material, a composite material in which various materials are combined, or the like.

ヘッド2は、図1及び図2に示すように、上面を形成するクラウン部5と、下面を形成するソール部6と、前面を形成するフェース部8と、側面を形成するサイド部10と、を備える。フェース部8は、前側において、クラウン部5とソール部6とに接続される。サイド部10は、フェース部8を除くヘッド2の外周においてクラウン部5とソール部6とに接続される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the head 2 includes a crown portion 5 forming an upper surface, a sole portion 6 forming a lower surface, a face portion 8 forming a front surface, and a side portion 10 forming a side surface. To be equipped. The face portion 8 is connected to the crown portion 5 and the sole portion 6 on the front side. The side portion 10 is connected to the crown portion 5 and the sole portion 6 on the outer circumference of the head 2 excluding the face portion 8.

ヘッド2は、クラウン部5、ソール部6、フェース部8、及びサイド部10が一体となった外形を有する。ヘッド2は、クラウン部5、ソール部6、フェース部8、及びサイド部10によって囲まれた内部空間12を有する。 The head 2 has an outer shape in which a crown portion 5, a sole portion 6, a face portion 8, and a side portion 10 are integrated. The head 2 has an internal space 12 surrounded by a crown portion 5, a sole portion 6, a face portion 8, and a side portion 10.

クラウン部5は、ヘッド2の上面を覆うように設けられ、図3に示すように、外層14と、内層15とを有する。本図のクラウン部5は、外層14と、内層15と、外層14及び内層15の間に配置される2層からなる中間層16を有し、全体として4層構造である場合を示している。外層14はヘッド2の外側表面に、内層15は内部空間12に接するヘッド2の内側表面に配置される。 The crown portion 5 is provided so as to cover the upper surface of the head 2, and has an outer layer 14 and an inner layer 15 as shown in FIG. The crown portion 5 in this figure has an outer layer 14, an inner layer 15, and an intermediate layer 16 composed of two layers arranged between the outer layer 14 and the inner layer 15, and shows a case where the crown portion 5 has a four-layer structure as a whole. .. The outer layer 14 is arranged on the outer surface of the head 2, and the inner layer 15 is arranged on the inner surface of the head 2 in contact with the inner space 12.

クラウン部5は、外層14、内層15、及び中間層16が、炭素繊維成形体21で形成された領域を有する。炭素繊維成形体21は、炭素繊維束と、樹脂硬化物とを含む。外層14、内層15、及び中間層16の各層は、炭素繊維束にマトリックス樹脂を含浸させたシート状のプリプレグを1層又は複数積層して、形成される。炭素繊維成形体21は、後述するカーボンナノチューブを含まない。炭素繊維成形体21は、従来のCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)を用いることができる。 The crown portion 5 has a region in which the outer layer 14, the inner layer 15, and the intermediate layer 16 are formed of the carbon fiber molded body 21. The carbon fiber molded body 21 includes a carbon fiber bundle and a cured resin product. Each of the outer layer 14, the inner layer 15, and the intermediate layer 16 is formed by laminating one or more sheet-shaped prepregs in which a carbon fiber bundle is impregnated with a matrix resin. The carbon fiber molded body 21 does not contain carbon nanotubes, which will be described later. As the carbon fiber molded body 21, conventional CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics) can be used.

本実施形態に係るクラウン部5は、炭素繊維強化成形体20を含む高反発領域18を有する。高反発領域18は、クラウン部5の面方向における一部の領域に設けられている。高反発領域18が設けられる面方向の位置は、任意に選択することができる。高反発領域18は、中間層16が炭素繊維強化成形体20で形成されている。すなわち、高反発領域18は、炭素繊維成形体21で形成された外層14及び内層15と、炭素繊維強化成形体20で形成された中間層16とで形成されている。クラウン部5の中間層16は、高反発領域18において、炭素繊維成形体21が炭素繊維強化成形体20に置き換えられている。クラウン部5の中間層16は、高反発領域18の外縁において、炭素繊維強化成形体20と、炭素繊維成形体21とが面方向に一体的に接続されている。すなわち炭素繊維強化成形体20と炭素繊維成形体21は、中間層16の上側表面と下側表面をつなぐ厚さ方向に平行な端面において、一体的に接続されている。 The crown portion 5 according to the present embodiment has a high repulsion region 18 including a carbon fiber reinforced molded product 20. The high repulsion region 18 is provided in a part of the region in the plane direction of the crown portion 5. The position in the plane direction in which the high repulsion region 18 is provided can be arbitrarily selected. In the high repulsion region 18, the intermediate layer 16 is formed of the carbon fiber reinforced molded body 20. That is, the high repulsion region 18 is formed of an outer layer 14 and an inner layer 15 formed of the carbon fiber molded body 21, and an intermediate layer 16 formed of the carbon fiber reinforced molded body 20. In the intermediate layer 16 of the crown portion 5, the carbon fiber molded body 21 is replaced with the carbon fiber reinforced molded body 20 in the high repulsion region 18. In the intermediate layer 16 of the crown portion 5, the carbon fiber reinforced molded body 20 and the carbon fiber molded body 21 are integrally connected in the plane direction at the outer edge of the high repulsion region 18. That is, the carbon fiber reinforced molded body 20 and the carbon fiber molded body 21 are integrally connected at an end surface parallel to the thickness direction connecting the upper surface and the lower surface of the intermediate layer 16.

炭素繊維強化成形体20は、配列した複合素材と樹脂硬化物とを有する。複合素材は、複数の連続した炭素繊維が配列した炭素繊維束と、前記炭素繊維のそれぞれの表面に付着したカーボンナノチューブ(以下、「CNT」という)とで形成される。 The carbon fiber reinforced molded product 20 has an arranged composite material and a cured resin product. The composite material is formed of a carbon fiber bundle in which a plurality of continuous carbon fibers are arranged, and carbon nanotubes (hereinafter, referred to as “CNT”) attached to the surfaces of the carbon fibers.

(複合素材)
複合素材について、図4を参照して説明する。本実施形態の複合素材22は、複数の連続した炭素繊維24が一方向に配列した炭素繊維束23を備えている。炭素繊維24は、直径が約5〜20μmであり、化石燃料由来の有機繊維や、木材や植物繊維由来の有機繊維の焼成によって得られる。
(Composite material)
The composite material will be described with reference to FIG. The composite material 22 of the present embodiment includes a carbon fiber bundle 23 in which a plurality of continuous carbon fibers 24 are arranged in one direction. The carbon fiber 24 has a diameter of about 5 to 20 μm, and is obtained by firing an organic fiber derived from fossil fuel or an organic fiber derived from wood or plant fiber.

図面には、説明のために10本のみの炭素繊維24を示しているが、本実施形態における炭素繊維束23は、1千〜10万本の炭素繊維24を含むことができる。炭素繊維束23を構成している炭素繊維24は、実質的に互いに絡まり合うことなく直線性を保っている。こうした炭素繊維24を含む本実施形態の複合素材22は、厚み方向に炭素繊維24が3〜30本並んだ帯状である。 Although only 10 carbon fibers 24 are shown in the drawings for the sake of explanation, the carbon fiber bundle 23 in the present embodiment can include 10 to 100,000 carbon fibers 24. The carbon fibers 24 constituting the carbon fiber bundle 23 maintain linearity without being substantially entangled with each other. The composite material 22 of the present embodiment including such carbon fibers 24 has a strip shape in which 3 to 30 carbon fibers 24 are arranged in the thickness direction.

炭素繊維24は、実質的に互いに絡まり合うことなく直線性を保っている。炭素繊維束23中における炭素繊維24の絡まり合いは、炭素繊維24同士の直線性によって評価できる。 The carbon fibers 24 maintain their linearity without being substantially entangled with each other. The entanglement of the carbon fibers 24 in the carbon fiber bundle 23 can be evaluated by the linearity between the carbon fibers 24.

各炭素繊維24の表面には、CNT25が付着している。CNT25は、炭素繊維24の表面のほぼ全体で均等に分散して絡み合うことで、互いに直接接触ないしは直接接続されてネットワーク構造を有する構造体を形成する。CNT25同士の間には、界面活性剤などの分散剤や接着剤等の介在物が存在しないことが好ましい。また、CNT25は、炭素繊維24の表面に直接付着している。ここでいう接続とは、物理的な接続(単なる接触)を含む。また、ここでいう付着とは、ファンデルワールス力による結合をいう。さらに「直接接触ないし直接接続」とは、複数のCNTが単に接触している状態を含む他に、複数のCNTが一体的になって接続している状態を含む。 CNT 25 is attached to the surface of each carbon fiber 24. The CNTs 25 are evenly dispersed and entangled on almost the entire surface of the carbon fibers 24 to form a structure having a network structure in direct contact or direct connection with each other. It is preferable that there are no dispersants such as surfactants or inclusions such as adhesives between the CNTs 25. Further, the CNT 25 is directly attached to the surface of the carbon fiber 24. The connection referred to here includes a physical connection (mere contact). In addition, the adhesion referred to here means a bond by Van der Waals force. Further, the "direct contact or direct connection" includes a state in which a plurality of CNTs are simply in contact with each other, and also includes a state in which a plurality of CNTs are integrally connected.

炭素繊維24に付着したCNT25は、直線的な形状である。このCNT25は、走査型電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)による観察でCNT25が直線的、直線性が高い等と評価できる形状である。このような直線的な形状のCNT25は、屈曲したCNTと比較して、長さを維持したまま、後述する分散液において単離分散して炭素繊維24に付着させることができるため、CNT25の特徴をより大きく発現させることができる。 The CNT 25 attached to the carbon fiber 24 has a linear shape. The CNT 25 has a shape that can be evaluated as linear, highly linear, and the like when observed with a scanning electron microscope (SEM). Compared to the bent CNT, the linearly shaped CNT 25 can be isolated and dispersed in a dispersion liquid described later and adhered to the carbon fiber 24 while maintaining the length, which is a feature of the CNT 25. Can be expressed more greatly.

CNT25の長さは、0.1〜50μmであるのが好ましい。CNT25は長さが0.1μm以上であると、CNT25同士が絡まり合って直接接続される。またCNT25は長さが50μm以下であると、均等に分散しやすくなる。一方、CNT25は長さが0.1μm未満であるとCNT25同士が絡まりにくくなる。またCNT25は長さが50μm超であると凝集しやすくなる。 The length of the CNT 25 is preferably 0.1 to 50 μm. When the length of the CNT 25 is 0.1 μm or more, the CNTs 25 are entangled with each other and are directly connected to each other. Further, when the length of CNT 25 is 50 μm or less, it becomes easy to disperse evenly. On the other hand, if the length of the CNTs 25 is less than 0.1 μm, the CNTs 25 are less likely to be entangled with each other. Further, if the length of CNT 25 exceeds 50 μm, it tends to aggregate.

CNT25は、平均直径が1nm〜30nmであるのが好ましい。CNT25は直径が30nm以下であると、柔軟性に富み、各炭素繊維24の表面でネットワーク構造を形成することができる。一方、CNT25は直径が30nm超であると、柔軟性がなくなり、各炭素繊維24表面でネットワーク構造を形成しにくくなる。なお、CNT25の直径は透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)写真を用いて測定した平均直径とする。CNT25は、平均直径が約20nm以下であるのがより好ましい。 The CNT 25 preferably has an average diameter of 1 nm to 30 nm. When the diameter of CNT 25 is 30 nm or less, the CNT 25 is highly flexible, and a network structure can be formed on the surface of each carbon fiber 24. On the other hand, if the diameter of CNT 25 is more than 30 nm, the flexibility is lost and it becomes difficult to form a network structure on the surface of each carbon fiber 24. The diameter of the CNT 25 is an average diameter measured using a transmission electron microscope (TEM) photograph. More preferably, the CNT 25 has an average diameter of about 20 nm or less.

複数のCNT25は、炭素繊維束23中の炭素繊維24のそれぞれの表面に、均一に付着していることが好ましい。また、個々のCNT25は、炭素繊維24同士をつなぐことなく、単一の炭素繊維24の表面に存在していることが好ましい。炭素繊維24表面におけるCNT25の付着状態は、SEMによって観察し、得られた画像を目視によって評価することができる。 It is preferable that the plurality of CNTs 25 are uniformly adhered to the respective surfaces of the carbon fibers 24 in the carbon fiber bundle 23. Further, it is preferable that each CNT 25 exists on the surface of a single carbon fiber 24 without connecting the carbon fibers 24 to each other. The adhered state of CNT 25 on the surface of the carbon fiber 24 can be observed by SEM, and the obtained image can be visually evaluated.

炭素繊維24に対するCNT25の付着本数は、上記構造体の厚さ(炭素繊維の径方向の構造体の長さ)で評価することができる。炭素繊維24の繊維軸方向に沿った所定長さの測定範囲をほぼ均等に網羅するように、測定範囲内の10カ所の各測定位置での構造体の厚さの平均を構造体の厚さとする。測定範囲の長さは、例えば、上述のCNT25の長さの範囲の上限の5倍の長さとする。測定位置での構造体の厚さは、炭素繊維24の当該測定位置での周方向におけるCNT25が付着した各々の箇所でCNT25が炭素繊維24の表面から突出する高さの平均として求める。炭素繊維24の表面から突出するCNT25の高さは、SEM等で測定することができる。炭素繊維24の表面から突出するCNT25の高さを測定する場合で、複数のCNT25が重なっているときには、その重なっているCNT25の部分のうち、炭素繊維24の表面から最も離れた部分までの長さを測定する。また、炭素繊維24の表面にCNT25が付着していない部分(高さ「0」)は、算出に用いない。 The number of CNTs attached to the carbon fibers 24 can be evaluated by the thickness of the structure (the length of the structure in the radial direction of the carbon fibers). The average thickness of the structure at each of the 10 measurement positions within the measurement range is taken as the thickness of the structure so as to cover the measurement range of the predetermined length along the fiber axis direction of the carbon fiber 24 almost evenly. To do. The length of the measurement range is, for example, five times the upper limit of the length range of the CNT 25 described above. The thickness of the structure at the measurement position is determined as the average height at which the CNT 25 protrudes from the surface of the carbon fiber 24 at each location where the CNT 25 adheres in the circumferential direction at the measurement position. The height of the CNT 25 protruding from the surface of the carbon fiber 24 can be measured by SEM or the like. When measuring the height of the CNTs 25 protruding from the surface of the carbon fibers 24, when a plurality of CNTs 25 overlap, the length of the overlapping CNTs 25 to the part farthest from the surface of the carbon fibers 24. Measure the fiber. Further, the portion where the CNT 25 is not attached to the surface of the carbon fiber 24 (height “0”) is not used in the calculation.

上記のようにして得られる構造体の厚さ(平均)は、10nm〜300nm、好ましくは10nm〜100nm、より好ましくは10nm〜50nmである。構造体の厚さが300nm以下であれば、構造体が形成された炭素繊維24同士の摩擦が小さく成形等の取り扱いが容易である。 The thickness (average) of the structure obtained as described above is 10 nm to 300 nm, preferably 10 nm to 100 nm, and more preferably 10 nm to 50 nm. When the thickness of the structure is 300 nm or less, the friction between the carbon fibers 24 on which the structure is formed is small and the handling such as molding is easy.

さらに、複数のCNT25が付着している炭素繊維24の表面の少なくとも一部は、サイジング剤と称される樹脂で覆われている。サイジング剤としては、一般的にはウレタンエマルジョンやエポキシエマルジョンが用いられる。 Further, at least a part of the surface of the carbon fiber 24 to which the plurality of CNTs 25 are attached is covered with a resin called a sizing agent. As the sizing agent, urethane emulsion or epoxy emulsion is generally used.

図2に戻って、ソール部6及びフェース部8は、チタン合金などの軽量金属を用いて、鋳造または鍛造によって形成された板状の部材である。フェース部8は、スイングした際にゴルフボールが衝突する。ソール部6とフェース部8が接続されることによって、丸みを帯びた境界部9が形成される。ソール部6は、内部空間12に向かって凹となる溝部11を有する。溝部11は、x軸方向に弾性変形するように肉厚が断面U字状に形成されている。溝部11は、境界部9に隣接しており、トウ側からヒール側へy軸に沿うように形成されている。 Returning to FIG. 2, the sole portion 6 and the face portion 8 are plate-shaped members formed by casting or forging using a lightweight metal such as a titanium alloy. When the face portion 8 swings, the golf ball collides with the face portion 8. By connecting the sole portion 6 and the face portion 8, a rounded boundary portion 9 is formed. The sole portion 6 has a groove portion 11 that is concave toward the internal space 12. The groove portion 11 has a U-shaped cross section so as to be elastically deformed in the x-axis direction. The groove portion 11 is adjacent to the boundary portion 9 and is formed along the y-axis from the toe side to the heel side.

1−2 製造方法
次に、本実施形態に係る高反発領域18を備えたクラウン部5の製造方法について説明する。高反発領域18は、複合素材を作製する工程、炭素繊維強化成形体となる高強度プリプレグを作製する工程、高強度プリプレグを炭素繊維成形体となるプリプレグに重ねる工程、マトリックス樹脂を硬化する工程を経ることによって作製することができる。
1-2 Manufacturing Method Next, a manufacturing method of the crown portion 5 provided with the high repulsion region 18 according to the present embodiment will be described. The high-resilience region 18 includes a step of producing a composite material, a step of producing a high-strength prepreg to be a carbon fiber reinforced molded body, a step of superimposing the high-strength prepreg on the prepreg to be a carbon fiber molded body, and a step of curing the matrix resin. It can be produced by passing through.

複合素材22は、CNT25が単離分散したCNT分散液(以下、単に分散液とも称する)中に、複数の炭素繊維24を含む炭素繊維束23を浸漬して走行させて、炭素繊維24のそれぞれの表面にCNT25を付着させることによって製造することができる。以下、各工程について順に説明する。 The composite material 22 is run by immersing a carbon fiber bundle 23 containing a plurality of carbon fibers 24 in a CNT dispersion liquid (hereinafter, also simply referred to as a dispersion liquid) in which CNT 25 is isolated and dispersed, and each of the carbon fibers 24 is run. It can be manufactured by adhering CNT25 to the surface of the above. Hereinafter, each step will be described in order.

(分散液の調製)
分散液の調製には、以下のようにして製造されたCNT25を用いることができる。CNT25は、例えば特開2007−126311号公報に記載されているような熱CVD法を用いてシリコン基板上にアルミニウム、鉄からなる触媒膜を成膜し、CNTの成長のための触媒金属を微粒子化し、加熱雰囲気中で炭化水素ガスを触媒金属に接触させることによって、作製することができる。
(Preparation of dispersion)
A CNT 25 produced as follows can be used for the preparation of the dispersion liquid. For CNT25, for example, a catalyst film made of aluminum and iron is formed on a silicon substrate by using a thermal CVD method as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-126311, and fine particles of a catalyst metal for CNT growth are formed. It can be produced by contacting the catalyst metal with a hydrocarbon gas in a heated atmosphere.

不純物を極力含まないCNTであれば、アーク放電法、レーザ蒸発法などその他の方法によって作製されたCNTを使用してもよい。製造後のCNT25を不活性ガス中で高温アニールすることで、不純物を除去することができる。こうして製造されるCNT25は、直径が30nm以下で長さが数100μmから数mmという高いアスペクト比と直線性とを備えている。CNT25は、単層および多層のいずれでもよいが、好ましくは多層である。 As long as the CNTs contain as little impurities as possible, CNTs produced by other methods such as an arc discharge method and a laser evaporation method may be used. Impurities can be removed by annealing the manufactured CNT 25 in an inert gas at a high temperature. The CNT 25 produced in this way has a high aspect ratio and linearity with a diameter of 30 nm or less and a length of several hundred μm to several mm. The CNT 25 may be either single-layer or multi-layer, but is preferably multi-layer.

上記のように作製されたCNT25を用いて、CNT25が単離分散した分散液を調製する。単離分散とは、CNT25が1本ずつ物理的に分離して絡み合わずに分散媒中に分散している状態をいい、2以上のCNT25が束状に集合した集合物の割合が10%以下である状態をさす。 Using the CNT 25 prepared as described above, a dispersion in which the CNT 25 is isolated and dispersed is prepared. Isolation and dispersion refers to a state in which CNTs 25 are physically separated one by one and dispersed in a dispersion medium without being entangled, and the proportion of aggregates in which two or more CNTs 25 are aggregated in a bundle is 10%. Refers to the following states.

分散液は、ホモジナイザーやせん断力、超音波分散機などによってCNT25の分散の均一化を図る。分散媒としては、水、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類;トルエン、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)、メチルエチルケトン(MEK)、ヘキサン、ノルマルヘキサン、エチルエーテル、キシレン、酢酸メチル、酢酸エチルなどの有機溶媒を用いることができる。 For the dispersion liquid, a homogenizer, a shearing force, an ultrasonic disperser, or the like is used to make the dispersion of CNT 25 uniform. As the dispersion medium, alcohols such as water, ethanol, methanol and isopropyl alcohol; organic substances such as toluene, acetone, tetrahydrofuran (THF), methyl ethyl ketone (MEK), hexane, normal hexane, ethyl ether, xylene, methyl acetate and ethyl acetate. A solvent can be used.

分散液の調製には、分散剤、界面活性剤等の添加剤は必ずしも必要とされないが、炭素繊維24およびCNT25の機能を阻害しない範囲であれば、こうした添加剤を用いてもよい。 Additives such as a dispersant and a surfactant are not always required for the preparation of the dispersion liquid, but such additives may be used as long as the functions of the carbon fibers 24 and CNT 25 are not impaired.

(CNTの付着)
上記のようにして調製した分散液中に、炭素繊維束23を浸漬して所定の条件で走行させつつ、分散液に機械的エネルギーを付与することで炭素繊維24表面にCNT25を付着させる。
(Adhesion of CNT)
The carbon fiber bundle 23 is immersed in the dispersion liquid prepared as described above and run under predetermined conditions, and mechanical energy is applied to the dispersion liquid to attach the CNT 25 to the surface of the carbon fiber 24.

図5を参照して、炭素繊維24にCNT25を付着させる工程を説明する。分散液46が収容されたCNT付着槽40内には、炭素繊維束23を矢印A方向に走行させるためのガイドローラー42が複数配置されている。ガイドローラー42は、平ローラーである。 The step of adhering the CNT 25 to the carbon fiber 24 will be described with reference to FIG. In the CNT attachment tank 40 in which the dispersion liquid 46 is housed, a plurality of guide rollers 42 for running the carbon fiber bundle 23 in the direction of arrow A are arranged. The guide roller 42 is a flat roller.

炭素繊維束23は、ガイドローラー42に確実に支持されて、収縮せずに分散液46中を走行することができる。炭素繊維束23に含まれている炭素繊維24は、ガイドローラー42に支持された状態で引張りを受けることで、絡まり合いが低減されて直線性が向上する。 The carbon fiber bundle 23 is reliably supported by the guide roller 42 and can travel in the dispersion liquid 46 without shrinking. The carbon fibers 24 contained in the carbon fiber bundle 23 are pulled while being supported by the guide roller 42, so that the entanglement is reduced and the linearity is improved.

複数のガイドローラー42によって、炭素繊維束23はCNT付着槽40内の一定の深さを、過度な負荷を受けずに所定の走行速度で走行する。走行中、炭素繊維束23は屈曲されることがないので、炭素繊維束23に含まれている炭素繊維24が絡まり合うおそれは低減される。炭素繊維束23の走行速度は、1〜20m/min程度とすることが好ましい。走行速度が遅いほど、炭素繊維束23における炭素繊維24の直線性を高めることができる。 The plurality of guide rollers 42 allow the carbon fiber bundle 23 to travel at a predetermined depth in the CNT attachment tank 40 at a predetermined traveling speed without receiving an excessive load. Since the carbon fiber bundle 23 is not bent during traveling, the possibility that the carbon fibers 24 contained in the carbon fiber bundle 23 are entangled is reduced. The traveling speed of the carbon fiber bundle 23 is preferably about 1 to 20 m / min. The slower the traveling speed, the more linear the carbon fibers 24 in the carbon fiber bundle 23 can be.

分散液46に対しては、上述したような機械的エネルギーを付与する。これによって、分散液46中では、CNT25が分散する状態と凝集する状態とが常時発生する可逆的反応状態が作り出される。 The above-mentioned mechanical energy is applied to the dispersion liquid 46. This creates a reversible reaction state in which the CNT 25 is always dispersed and aggregated in the dispersion liquid 46.

可逆的反応状態にある分散液46中に、複数の連続した炭素繊維24を含む炭素繊維束23が浸漬されると、炭素繊維24表面においてもCNT25の分散状態と凝集状態との可逆的反応状態が起こる。CNT25は、分散状態から凝集状態に移る際、炭素繊維24表面に付着する。 When the carbon fiber bundle 23 containing a plurality of continuous carbon fibers 24 is immersed in the dispersion liquid 46 in the reversible reaction state, the reversible reaction state between the dispersed state and the aggregated state of the CNT 25 is also on the surface of the carbon fibers 24. Occurs. The CNT 25 adheres to the surface of the carbon fiber 24 when moving from the dispersed state to the aggregated state.

凝集する際は、CNT25にファンデルワールス力が作用しており、このファンデルワールス力によって炭素繊維24表面にCNT25が付着する。こうして、炭素繊維束23中の炭素繊維24それぞれの表面にCNT25が付着した炭素繊維束23が得られる。 At the time of agglutination, a van der Waals force acts on the CNT 25, and the van der Waals force causes the CNT 25 to adhere to the surface of the carbon fiber 24. In this way, the carbon fiber bundle 23 in which the CNT 25 is attached to the surface of each of the carbon fibers 24 in the carbon fiber bundle 23 is obtained.

その後、サイジング処理および乾燥を行って、本実施形態の複合素材22が製造される。サイジング処理は、一般的なサイジング剤を用いて一般的な方法によって行うことができる。乾燥は、サイジング処理後の炭素繊維束23を、例えばホットプレート上に載置して達成することができる。 Then, sizing treatment and drying are performed to produce the composite material 22 of the present embodiment. The sizing treatment can be carried out by a general method using a general sizing agent. Drying can be achieved by placing the sizing-treated carbon fiber bundle 23 on, for example, a hot plate.

続いて、高強度プリプレグは、複合素材22にマトリックス樹脂を含浸させて、当該マトリックス樹脂を半硬化させて作製することができる。マトリックス樹脂は、特に限定されないが、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、フェノキシ樹脂やナイロン等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。複合素材22は、炭素繊維束23における炭素繊維24同士の絡まり合いが実質的に存在しないので、高強度プリプレグにおいても、炭素繊維24同士が絡まり合うことはない。しかも、炭素繊維束23中における炭素繊維24それぞれの表面には、CNT25が良好に付着している。 Subsequently, the high-strength prepreg can be produced by impregnating the composite material 22 with a matrix resin and semi-curing the matrix resin. The matrix resin is not particularly limited, and examples thereof include a thermosetting resin such as an epoxy resin and a thermoplastic resin such as a phenoxy resin and nylon. In the composite material 22, since the carbon fibers 24 in the carbon fiber bundle 23 are not substantially entangled with each other, the carbon fibers 24 are not entangled with each other even in the high-strength prepreg. Moreover, the CNT 25 is well adhered to the surface of each of the carbon fibers 24 in the carbon fiber bundle 23.

こうした複合素材22にマトリックス樹脂を含浸した高強度プリプレグは、炭素繊維24同士の絡み合いに起因する強度、特に長手方向の引張強度が低下するおそれは極めて小さいため、炭素繊維束23の特性が十分に発揮される。これに加えて、各炭素繊維24の表面にはCNT25が良好に付着しているので、得られる高強度プリプレグは、CNT由来の特性も十分に発揮することができる。 Since the high-strength prepreg in which the composite material 22 is impregnated with the matrix resin is extremely unlikely to reduce the strength due to the entanglement of the carbon fibers 24, particularly the tensile strength in the longitudinal direction, the characteristics of the carbon fiber bundle 23 are sufficient. It will be demonstrated. In addition to this, since CNT 25 is well adhered to the surface of each carbon fiber 24, the obtained high-strength prepreg can sufficiently exhibit the characteristics derived from CNT.

上記のようにして作製された高強度プリプレグは、所定の長さに裁断される。高強度プリプレグは1層又は複数積層した状態で、上記プリプレグと適宜積層され、所定の金型内に配置される。積層される高強度プリプレグ、及びプリプレグの炭素繊維の長手方向は、任意に設定することができる。例えば、外層14と、内層15と、2層からなる中間層16にそれぞれ含まれる炭素繊維は、炭素繊維の長手方向が、重なり合う他の層の炭素繊維と交差するように、配置してもよい。 The high-strength prepreg produced as described above is cut to a predetermined length. The high-strength prepreg is appropriately laminated with the above-mentioned prepreg in a state where one layer or a plurality of layers are laminated, and is arranged in a predetermined mold. The high-strength prepreg to be laminated and the longitudinal direction of the carbon fibers of the prepreg can be arbitrarily set. For example, the carbon fibers contained in the outer layer 14, the inner layer 15, and the intermediate layer 16 composed of the two layers may be arranged so that the longitudinal direction of the carbon fibers intersects with the carbon fibers of the other overlapping layers. ..

この状態で、圧力を付与しながら、マトリックス樹脂を加熱硬化させて樹脂硬化物とする。熱と圧力を付与する方法としては、例えばプレス成形、オートクレーブ成形、真空圧成形、シートワインディング法および内圧成形法が挙げられる。マトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合には、80〜180℃で0.5〜5時間の加熱によって樹脂硬化物が得られる。以上のようにして、クラウン部5が形成される。なおクラウン部5を、ソール部6、フェース部8、及びサイド部10と一体成形することによって、ヘッド2を形成してもよい。 In this state, the matrix resin is heat-cured to obtain a cured resin while applying pressure. Examples of the method of applying heat and pressure include press molding, autoclave molding, vacuum pressure molding, sheet winding method and internal pressure molding method. When an epoxy resin is used as the matrix resin, a cured resin product can be obtained by heating at 80 to 180 ° C. for 0.5 to 5 hours. As described above, the crown portion 5 is formed. The head 2 may be formed by integrally molding the crown portion 5 with the sole portion 6, the face portion 8, and the side portion 10.

1−3 作用及び効果
上述の通り、本実施形態に係るゴルフクラブ1は、クラウン部5に高反発領域18を備えることによって、ゴルフボールと衝突したときの反発力が増加し、ゴルフボールへより大きい力を加えることができる。以下、図6を参照して説明する。
1-3 Actions and Effects As described above, the golf club 1 according to the present embodiment is provided with the high repulsion region 18 in the crown portion 5, so that the repulsive force when colliding with the golf ball is increased, and the golf club 1 is more inclined to the golf ball. Great force can be applied. Hereinafter, description will be made with reference to FIG.

図6に示すように、プレイヤーがゴルフクラブ1を振りヘッド2がゴルフボール13に衝突することによって、ヘッド2はゴルフボール13に対し撃力を与える。当該撃力によってゴルフボール13は潰れるように弾性変形する。 As shown in FIG. 6, when the player swings the golf club 1 and the head 2 collides with the golf ball 13, the head 2 gives an impact force to the golf ball 13. The golf ball 13 is elastically deformed so as to be crushed by the impact force.

一方、ヘッド2は、上記撃力と同じ大きさの反力をゴルフボール13から受ける。当該反力によって、ヘッド2は弾性変形する。すなわちフェース部8は内部空間12へ向かって凹となる形状に弾性変形する。クラウン部5は、フェース部8を通じて加わる後向きの力によって上方へ膨らむように厚さ方向へ弾性変形する。溝部11は、フェース部8を通じて加わる後向きの力によってx軸方向に縮むように弾性変形する。 On the other hand, the head 2 receives a reaction force of the same magnitude as the above-mentioned impact force from the golf ball 13. The head 2 is elastically deformed by the reaction force. That is, the face portion 8 is elastically deformed into a concave shape toward the internal space 12. The crown portion 5 is elastically deformed in the thickness direction so as to bulge upward by a backward force applied through the face portion 8. The groove portion 11 is elastically deformed so as to contract in the x-axis direction by a backward force applied through the face portion 8.

さらにゴルフボール13は、元の形状に戻ろうとする力によって、フェース部8に接触したままヘッド2と共に前側へ移動する。したがってゴルフボール13からフェース部8へ付加される反力が減少する。ヘッド2は、ゴルフボール13から受ける反力が減少すると、反発力によって、元の形状に戻ろうと弾性変形する。 Further, the golf ball 13 moves to the front side together with the head 2 while being in contact with the face portion 8 due to the force of returning to the original shape. Therefore, the reaction force applied from the golf ball 13 to the face portion 8 is reduced. When the reaction force received from the golf ball 13 decreases, the head 2 elastically deforms to return to its original shape due to the repulsive force.

クラウン部5の高反発領域18は、炭素繊維24間の樹脂硬化物にCNT25が介在するので、樹脂硬化物の粘性特性由来のエネルギーロスが減少する。したがって高反発領域18は、反力の変化に対し、応答性よく弾性変形する。クラウン部5は、元の形状へ戻る際、フェース部8を前側へ押し出す弾性力を生じる。 In the high repulsion region 18 of the crown portion 5, since the CNT 25 is interposed in the cured resin product between the carbon fibers 24, the energy loss due to the viscous characteristics of the cured resin product is reduced. Therefore, the high repulsion region 18 elastically deforms with good responsiveness to a change in reaction force. When the crown portion 5 returns to its original shape, it generates an elastic force that pushes the face portion 8 forward.

フェース部8は、自身の弾性力と、クラウン部5による前側へ押し出す弾性力とからなる反発力によって、元の形状へ弾性変形する。上記反発力が、フェース部8からゴルフボール13に対し加えられる。ゴルフボール13は、自身の元の形状に戻ろうとする力と、フェース部8から受ける反発力によって前側へ飛び出す。したがって本実施形態に係るゴルフクラブ1は、ゴルフボール13へより大きい反発力を加えることができるので、飛距離を伸ばすことができる。 The face portion 8 is elastically deformed to its original shape by a repulsive force composed of its own elastic force and the elastic force pushed forward by the crown portion 5. The repulsive force is applied from the face portion 8 to the golf ball 13. The golf ball 13 pops out to the front side by the force of returning to its original shape and the repulsive force received from the face portion 8. Therefore, the golf club 1 according to the present embodiment can apply a larger repulsive force to the golf ball 13, so that the flight distance can be extended.

従来のゴルフクラブは、クラウン部がCNTを含まない炭素繊維成形体で形成されている。上記炭素繊維間の樹脂硬化物は、CNTが介在していないため、炭素繊維間の樹脂硬化物の粘性特性由来のエネルギーロスが大きく、その分、フェース部が元の形状に戻る動作に対し遅れて弾性変形する。したがって従来のゴルフクラブは、本実施形態のゴルフクラブ1に比べ、ゴルフボール13へ加えられる反発力が小さい。 In a conventional golf club, the crown portion is formed of a carbon fiber molded body containing no CNT. Since the cured resin product between carbon fibers does not contain CNTs, the energy loss due to the viscous characteristics of the cured resin product between carbon fibers is large, and the face portion is delayed with respect to the operation of returning to the original shape. Elastically deforms. Therefore, the conventional golf club has a smaller repulsive force applied to the golf ball 13 than the golf club 1 of the present embodiment.

2.変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。
2. 2. Modifications The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified within the scope of the gist of the present invention.

上記実施形態の場合、高反発領域18は、クラウン部5の面方向の一部の領域に設けられる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、クラウン部5の全体に設けられていてもよい。 In the case of the above embodiment, the case where the high repulsion region 18 is provided in a part of the region in the plane direction of the crown portion 5 has been described, but the present invention is not limited to this, and is provided in the entire crown portion 5. May be good.

上記実施形態の場合、クラウン部5は外層14、内層15、及び2層からなる中間層16を備える4層構造であり、高反発領域18の中間層16が炭素繊維強化成形体20を有する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。クラウン部5は、中間層16が1層以下である全体として4層未満の場合、中間層16が3層以上である全体として5層以上の場合を含む。 In the case of the above embodiment, the crown portion 5 has a four-layer structure including an intermediate layer 16 composed of an outer layer 14, an inner layer 15, and two layers, and the intermediate layer 16 of the high repulsion region 18 has a carbon fiber reinforced molded body 20. However, the present invention is not limited to this. The crown portion 5 includes a case where the intermediate layer 16 is one layer or less and less than four layers as a whole, and a case where the intermediate layer 16 is three layers or more and five layers or more as a whole.

高反発領域18は、中間層16が炭素繊維強化成形体20である場合に限らず、外層14、内層15、及び中間層16の少なくとも1層が炭素繊維強化成形体20を有する場合を含む。さらに高反発領域18は、炭素繊維強化成形体20のみで形成してもよい。 The high-resilience region 18 is not limited to the case where the intermediate layer 16 is the carbon fiber reinforced molded product 20, but also includes the case where at least one layer of the outer layer 14, the inner layer 15, and the intermediate layer 16 has the carbon fiber reinforced molded product 20. Further, the high repulsion region 18 may be formed only by the carbon fiber reinforced molded product 20.

上記実施形態の場合、クラウン部5が高反発領域18を有する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、クラウン部5、ソール部6、及びフェース部8の少なくとも1つが高反発領域を有する場合を含む。 In the case of the above embodiment, the case where the crown portion 5 has the high repulsion region 18 has been described, but the present invention is not limited to this, and at least one of the crown portion 5, the sole portion 6, and the face portion 8 has a high repulsion region. Including the case of having.

例えば、フェース部8の少なくとも一部の領域に高反発領域を設けてもよい。例えば、フェース部8は、内部空間12側の表面の少なくとも一部に、炭素繊維強化成形体20を一体的に設けてもよい。フェース部8は、軽量金属の板状の部材の弾性力と、炭素繊維強化成形体20による前側へ押し出す弾性力とからなる反発力によって、元の形状へ弾性変形するので、ゴルフボール13へより大きい反発力を加えることができる。 For example, a high repulsion region may be provided in at least a part of the face portion 8. For example, the face portion 8 may be integrally provided with the carbon fiber reinforced molded product 20 on at least a part of the surface on the internal space 12 side. The face portion 8 is elastically deformed to its original shape by the elastic force of the lightweight metal plate-shaped member and the elastic force of the carbon fiber reinforced molded body 20 to push it forward. A large repulsive force can be applied.

またソール部6の場合、溝部11の少なくとも一部の領域に高反発領域を設けてもよい。例えば溝部11は、内部空間12側の表面の少なくとも一部に、炭素繊維強化成形体20を一体的に設けてもよい。フェース部8は、軽量金属の板状の部材の弾性力と、炭素繊維強化成形体20を備えた溝部11による前側へ押し出す弾性力とからなる反発力によって、元の形状へ弾性変形するので、ゴルフボール13へより大きい反発力を加えることができる。 Further, in the case of the sole portion 6, a high repulsion region may be provided in at least a part of the groove portion 11. For example, the groove portion 11 may be integrally provided with the carbon fiber reinforced molded body 20 on at least a part of the surface on the internal space 12 side. The face portion 8 is elastically deformed to its original shape by a repulsive force consisting of an elastic force of a lightweight metal plate-shaped member and an elastic force of pushing forward by the groove portion 11 provided with the carbon fiber reinforced molded body 20. A greater repulsive force can be applied to the golf ball 13.

また高反発領域は、クラウン部5、フェース部8、及び溝部11のうちいずれか2つ以上に設けることとしてもよい。 Further, the high repulsion region may be provided in any two or more of the crown portion 5, the face portion 8, and the groove portion 11.

3.実施例
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
3. 3. Examples Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

(試料)
上記製造方法に示す手順で、炭素繊維強化成形体20に用いる高強度プリプレグを作製した。CNT25としては、熱CVDによってシリコン基板上に直径10〜15nm、長さ100μm以上に成長させたMW−CNT(Multi-walled Carbon Nanotubes、多層カーボンナノチューブ)を用いた。
(sample)
A high-strength prepreg used for the carbon fiber reinforced molded product 20 was produced by the procedure shown in the above manufacturing method. As the CNT 25, MW-CNTs (Multi-walled Carbon Nanotubes) grown on a silicon substrate to a diameter of 10 to 15 nm and a length of 100 μm or more by thermal CVD were used.

CNT25は、硫酸と硝酸の3:1混酸を用いて洗浄して触媒残渣を除去した後、濾過乾燥した。分散媒としてのアセトンにCNT25を加えて、分散液を調製した。CNT25は、超音波ホモジナイザーを用いて粉砕して1〜5μmの長さに切断した。分散液中におけるCNT25の濃度は、0.05wt%(=500wt ppm)とした。この分散液には、分散剤や接着剤が含有されていない。 The CNT 25 was washed with a 3: 1 mixed acid of sulfuric acid and nitric acid to remove the catalyst residue, and then filtered and dried. CNT25 was added to acetone as a dispersion medium to prepare a dispersion. The CNT 25 was pulverized using an ultrasonic homogenizer and cut to a length of 1 to 5 μm. The concentration of CNT25 in the dispersion was 0.05 wt% (= 500 wt ppm). This dispersion does not contain a dispersant or adhesive.

図5に示したようなCNT付着槽40を用意し、こうして調製された分散液46を収容した。分散液46には、機械的エネルギーとしての振動や超音波、搖動を付与した。 The CNT attachment tank 40 as shown in FIG. 5 was prepared, and the dispersion liquid 46 thus prepared was housed. Vibration, ultrasonic waves, and sway as mechanical energy were applied to the dispersion liquid 46.

炭素繊維束23としては、T700SC−12000(東レ(株)製)を用いた。この炭素繊維束23には、12000本の炭素繊維24が含まれている。炭素繊維24の直径は7μm程度であり、長さは100m程度である。炭素繊維束23を分散液46中に浸漬し、ガイドローラー42を介して3.5m/minの速度で走行させた。 As the carbon fiber bundle 23, T700SC-12000 (manufactured by Toray Industries, Inc.) was used. The carbon fiber bundle 23 contains 12,000 carbon fibers 24. The diameter of the carbon fiber 24 is about 7 μm, and the length is about 100 m. The carbon fiber bundle 23 was immersed in the dispersion liquid 46 and traveled at a speed of 3.5 m / min via the guide roller 42.

その後、サイジング剤としてエポキシ樹脂を用いてサイジング処理を施し、約80℃のホットプレート上で乾燥させ複合素材22を作製した。複合素材22は、厚み方向に炭素繊維が12本並んだ帯状であった。 Then, a sizing treatment was carried out using an epoxy resin as a sizing agent, and the composite material 22 was prepared by drying on a hot plate at about 80 ° C. The composite material 22 had a strip shape in which 12 carbon fibers were lined up in the thickness direction.

さらにマトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を複合素材に含浸させ、高強度プリプレグを作製した。高強度プリプレグにおける樹脂の体積含有率は、30%であった。複合素材の目付量は、180g/mとした。 Further, the composite material was impregnated with an epoxy resin as a matrix resin to prepare a high-strength prepreg. The volume content of the resin in the high-strength prepreg was 30%. The basis weight of the composite material was 180 g / m 2 .

上記高強度プリプレグを切り出し、幅15mm、長さ300mm×厚さ0.8mmのサイズの実施例に係る試料を作製した。 The high-strength prepreg was cut out to prepare a sample according to an example having a size of 15 mm in width, 300 mm in length × 0.8 mm in thickness.

比較として、複合素材を、炭素繊維の表面にCNTが付着していない炭素繊維束に変更した以外は、実施例と同様とした従来のCFRPによる試料を作製した。 For comparison, a conventional CFRP sample was prepared in the same manner as in the examples except that the composite material was changed to a carbon fiber bundle in which CNTs were not attached to the surface of the carbon fibers.

(試験装置)
続いて、図7に示す試験装置50を用いて、各試料63の反発力特性を評価した。試験装置50は、矩形板状の基台52と、基台52の長手方向の一端側表面に設けられた試料支持部54と、基台52の長手方向の他端側表面に設けられた回転体支持部56とを備える。試料支持部54は、試料63の一端を固定するようになされている。回転体支持部56は、一対の支柱57と、支柱57に回転自在に支持された回転体58とを有する。回転体58は、支柱57に支持された回転軸59と、回転軸59に連結された一対の支持棒60と、支持棒60の先端間に掛け渡された作用軸61とを有する。
(Test equipment)
Subsequently, the repulsive force characteristics of each sample 63 were evaluated using the test device 50 shown in FIG. 7. The test device 50 includes a rectangular plate-shaped base 52, a sample support portion 54 provided on one end side surface of the base 52 in the longitudinal direction, and a rotation provided on the other end side surface of the base 52 in the longitudinal direction. A body support portion 56 is provided. The sample support portion 54 is designed to fix one end of the sample 63. The rotating body support portion 56 has a pair of columns 57 and a rotating body 58 rotatably supported by the columns 57. The rotating body 58 has a rotating shaft 59 supported by a support column 57, a pair of supporting rods 60 connected to the rotating shaft 59, and an action shaft 61 spanned between the tips of the supporting rods 60.

(試験方法及び結果)
まず、試料支持部54に実施例に係る試料63の一端を固定する。試料支持部54に固定された試料63は、他端が自由端とされている。試料63は、試料支持部54から他端までの長さが250mmとなるように、一端から50mmの範囲が試料支持部54で固定される。回転体支持部56は、作用軸61が、試料支持部54から235mmの位置で試料63に接触し、当該試料63の他端を29mm下方に変形できるように、基台52に固定される。
(Test method and results)
First, one end of the sample 63 according to the embodiment is fixed to the sample support portion 54. The other end of the sample 63 fixed to the sample support portion 54 is a free end. The sample 63 is fixed in a range of 50 mm from one end by the sample support 54 so that the length from the sample support 54 to the other end is 250 mm. The rotating body support portion 56 is fixed to the base 52 so that the action shaft 61 comes into contact with the sample 63 at a position 235 mm from the sample support portion 54 and the other end of the sample 63 can be deformed 29 mm downward.

次いで、1.0g、3.0g、4.5g、9.0g、16.0gの5種類の重りを用意した。試料支持部54から230mmの位置の試料63上に、重りを1個載せる。この状態で、回転体58を図中矢印方向へ回転させる。回転体58が回転することによって、作用軸61は、試料63の試料支持部54から235mmの位置に接触する。さらに回転体58が回転することによって、試料63は、作用軸61によって押し下げられ、試料支持部54を中心に、他端側が下方へ弾性変形する。試料63は、29mm下方に変形した時点で作用軸61から離れ、元の形状に戻ろうと上方へ弾性変形する。試料63が元の形状に戻ろうとする動作によって、試料63に載せておいた重りが弾かれ上昇する。このとき上昇した重りの最高到達点(高さ)を測定した。各試料について、6回測定を行った。 Next, five types of weights of 1.0 g, 3.0 g, 4.5 g, 9.0 g, and 16.0 g were prepared. A weight is placed on the sample 63 at a position 230 mm from the sample support portion 54. In this state, the rotating body 58 is rotated in the direction of the arrow in the figure. As the rotating body 58 rotates, the action shaft 61 comes into contact with the position of 235 mm from the sample support portion 54 of the sample 63. Further rotation of the rotating body 58 causes the sample 63 to be pushed down by the action shaft 61, and the other end side is elastically deformed downward with the sample support portion 54 as the center. When the sample 63 is deformed 29 mm downward, it separates from the action axis 61 and elastically deforms upward to return to its original shape. The operation of the sample 63 to return to its original shape causes the weight placed on the sample 63 to be flipped and raised. At this time, the highest reaching point (height) of the raised weight was measured. Each sample was measured 6 times.

その結果を表1、図8及び図9に示す。図8は、測定した6回の高さの平均値を示したグラフであり、縦軸が高さ(mm)、横軸が重りの重量(g)、◇が実施例、□が比較例の結果を示す。図9は、比較例の測定した6回の高さの平均値に対する実施例の測定した6回の高さの平均値の比を高さ比として示したグラフであり、縦軸が高さ比(%)、横軸が重りの重量(g)を示す。 The results are shown in Table 1, FIG. 8 and FIG. FIG. 8 is a graph showing the average value of the measured heights of 6 times. The vertical axis is the height (mm), the horizontal axis is the weight of the weight (g), ◇ is an example, and □ is a comparative example. The result is shown. FIG. 9 is a graph showing the ratio of the average value of the 6 times of heights measured in the example to the average value of the 6 times of heights measured in the comparative example as a height ratio, and the vertical axis is the height ratio. (%), The horizontal axis represents the weight (g) of the weight.

Figure 2020141918
Figure 2020141918

上記結果から、実施例は、全ての重りにおいて、比較例よりも最高到達点が高いことが確認された。また、比較例に対する実施例の高さ比は、平均で107.5%〜116.1%であり、実施例の方が7.5%以上高く、さらに重りの重量が大きい方が高さ比も大きくなった。このことから炭素繊維強化成形体は、従来の炭素繊維成形体に比べ、高い反発力が得られ、より大きい荷重が加わった場合に、従来との差がより大きくなることが示された。 From the above results, it was confirmed that the highest achievement points of the examples were higher than those of the comparative examples in all the weights. The height ratio of the examples to the comparative examples is 107.5% to 116.1% on average, the height ratio of the examples is 7.5% or more higher, and the weight of the weight is heavier. Has also grown. From this, it was shown that the carbon fiber reinforced molded product can obtain a higher repulsive force than the conventional carbon fiber molded product, and when a larger load is applied, the difference from the conventional one becomes larger.

以上より、炭素繊維強化成形体は、CNTを含まない従来の炭素繊維成形体に比べ、高い反発力を発揮することができるので、ヘッドに高反発領域として適用した場合、飛距離を伸ばすことができる。 From the above, the carbon fiber reinforced molded product can exert a higher repulsive force than the conventional carbon fiber molded product that does not contain CNT, so that when applied to the head as a high repulsive region, the flight distance can be extended. it can.

1…ゴルフクラブ、2…ヘッド、3…ホーゼル、4…シャフト、5…クラウン部、6…ソール部、8…フェース部、9…境界部、10…サイド部、11…溝部、12…内部空間、13…ゴルフボール、14…外層、15…内層、16…中間層、18…高反発領域、20…炭素繊維強化成形体、21…炭素繊維成形体、22…複合素材、23…炭素繊維束、24…炭素繊維、40…付着槽、42…ガイドローラー、46…分散液、50…試験装置、52…基台、54…試料支持部、56…回転体支持部、57…支柱、58…回転体、59…回転軸、60…支持棒、61…作用軸、63…各試料 1 ... Golf club, 2 ... Head, 3 ... Hosel, 4 ... Shaft, 5 ... Crown part, 6 ... Sole part, 8 ... Face part, 9 ... Boundary part, 10 ... Side part, 11 ... Groove part, 12 ... Internal space , 13 ... Golf ball, 14 ... Outer layer, 15 ... Inner layer, 16 ... Intermediate layer, 18 ... High resilience region, 20 ... Carbon fiber reinforced molded body, 21 ... Carbon fiber molded body, 22 ... Composite material, 23 ... Carbon fiber bundle , 24 ... carbon fiber, 40 ... attachment tank, 42 ... guide roller, 46 ... dispersion, 50 ... test equipment, 52 ... base, 54 ... sample support, 56 ... rotating body support, 57 ... support, 58 ... Rotating body, 59 ... Rotating shaft, 60 ... Support rod, 61 ... Axis of action, 63 ... Each sample

Claims (5)

クラウン部と、
ソール部と、
前記クラウン部と前記ソール部とに接続されたフェース部と、
を備え、
前記クラウン部、前記ソール部、及び前記フェース部の少なくとも1つは、炭素繊維強化成形体を含む高反発領域を有し、
前記炭素繊維強化成形体は、配列した複合素材と樹脂硬化物とを有し、
前記複合素材は、複数の連続した炭素繊維が配列した炭素繊維束と、前記炭素繊維のそれぞれの表面に付着したカーボンナノチューブとで形成された、
ゴルフクラブヘッド。
Crown part and
With the sole part
A face portion connected to the crown portion and the sole portion,
With
At least one of the crown portion, the sole portion, and the face portion has a high repulsion region including a carbon fiber reinforced molded product.
The carbon fiber reinforced molded product has an arranged composite material and a cured resin product.
The composite material was formed of a carbon fiber bundle in which a plurality of continuous carbon fibers were arranged and carbon nanotubes attached to the surfaces of the carbon fibers.
Golf club head.
前記クラウン部と、前記ソール部と、前記フェース部とで囲まれた内部空間を有し、
前記ソール部は、前記内部空間に向かって凹となる溝部を有し、
前記溝部は、前記高反発領域を有する、
請求項1に記載のゴルフクラブヘッド。
It has an internal space surrounded by the crown portion, the sole portion, and the face portion.
The sole portion has a groove portion that is concave toward the internal space.
The groove has the high repulsion region.
The golf club head according to claim 1.
前記クラウン部は、外層と、内層と、前記外層と前記内層の間に配置される中間層とを有し、
前記高反発領域は、
前記外層と前記内層が、炭素繊維束と樹脂硬化物とを有する炭素繊維成形体で形成されており、
前記中間層が、前記炭素繊維強化成形体で形成されている、
請求項1又は2に記載のゴルフクラブヘッド。
The crown portion has an outer layer, an inner layer, and an intermediate layer arranged between the outer layer and the inner layer.
The high repulsion region
The outer layer and the inner layer are formed of a carbon fiber molded product having a carbon fiber bundle and a cured resin product.
The intermediate layer is formed of the carbon fiber reinforced molded product.
The golf club head according to claim 1 or 2.
前記カーボンナノチューブは、長さが0.1μm〜50μmであり、かつ直径が1nm〜30nmである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴルフクラブヘッド。 The golf club head according to any one of claims 1 to 3, wherein the carbon nanotube has a length of 0.1 μm to 50 μm and a diameter of 1 nm to 30 nm. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のゴルフクラブヘッドと、
前記ゴルフクラブヘッドから延びているシャフトと、
を備えるゴルフクラブ。
The golf club head according to any one of claims 1 to 4.
A shaft extending from the golf club head and
A golf club equipped with.
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