CN104325655A - 一种双重结构杆的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是将用于滑雪杖，登山杖，高尔夫杆，钓鱼竿等工具的各种杆利用原丝编织方式进行制造，以提高产品的轻型化和耐用性的编织方式的杆制法，本发明所涉及的双重结构杆的制造方法制作工序如下：将内侧原丝和外侧原丝等原丝以编织方式进行合成形成纤维构筑物的构筑物形成工序，经过将纤维构筑物浸沉于各种树脂中的树脂浸沉工序，将浸沉于树脂的纤维构筑物在相对低温的环境下加热进行固化的树脂固化工序,以及分离芯轴的脱芯工序。按照以上工序制造杆，可使制造变得简易、节约原材料及降低制造成本、提高杆的耐用性、实现轻型化，还可提高原材料的存放性以及使造型设计多样化、使制造环境变得更干净清洁、提高生产效率、实现大规模量产。

Description

一种双重结构杆的制造方法

技术领域

 本发明为双重结构的杆的制造方法，具体的说是一种可广泛应用于滑雪杖、高尔夫球杆、登山杖、钓鱼竿等杆的制造过程中经常用到的通过编织法将内部原丝及外部原丝进行双重结构制造、使内部结构更加优化、制造程序更为简便的双重结构杆的制造方法。

背景技术

通常，用于滑雪杖，高尔夫球杆，登山杖，钓鱼竿等的中空形态的各种杆的制造技术已经在如下专利中公开，如韩国公开专利1995年第366号（1995年1月3日公开）及公开专利2003年第3006号（2003年1月9日公开）所公开的，一种用强化纤维及树脂压制而成的半固化片和芯轴、芯材错叠粘制而成或者螺旋粘制而成，之后进行烧制的技术。如公开专利1997年第65867号（1997年10月13日公开）所公开的，将各种纤维条结合到一起前，在树脂中浸泡后，进行融合并成型的技术。

以上现有技术中，将半固化片粘结在芯轴处，二者结合后制造各种杆的方法是：在制作半固化片时，当反应进行到一定程度后，半固化片的粘度会逐渐增强，直至在溶液中不再溶解，之后在热的作用下熔融至可流动的状态后，放入低温环境保存，让余下的反应持续进行，在这种状态下按照所需的尺寸对半固化片进行裁剪后，用冷却机将其缠绕在芯轴外围，进行研磨抛光和贴扎，之后在高温（120~150℃）的电炉内使之固化约2~3小时后，用脱芯机将芯轴上的成形物进行分离的同时，将研磨贴物剥去露出芯轴。按照以上方法用半固化片制作杆的时候，因半固化片的树脂是未完全固化的状态，若不能长时间在-18℃以下的低温环境中保存，则固化会持续进行，直到固化完全完成时，则杆变得不可使用，因此另需低温的保存装置。另外，裁剪时产生边角料而造成材料浪费严重，冷却时半固化片重叠的部位会出现凸起状使外表不平滑,因此造成总体成本增加、外观美下降等问题。

若将之前杆的制造方法与公开专利1997年第65867号结合起来，将纤维条（原丝）浸沉入树脂，然后使之结合的技术，但是如果希望朝着两个不同方向结合的两层为分开的双层，则因为结合步骤必须操作两次，需要有两台具备不同结合方向的结合设备，因此存在作业时间长、操作步骤繁复等问题。

发明内容

在本发明专利中，作为解决上述原有技术的各种问题点而创造的新技术，本发明专利利用碳纤维等原丝编织中空形态的杆，即利用编织方式进行制造，因此与以往利用高价的半固化片在芯轴上缠绕制造杆的方法相反，本发明所涉及的方法可大大降低制造成本，实现轻型化及提高耐用性，现在也可制造除了圆筒形之外的其他多种形态以及部分形态有变化的杆，本发明专利中以编织方式制造时，把原丝合成后浸沉在树脂中，与以往将原丝浸沉入树脂后进行合成编织的方式相反，合成设备的改进使设备周边没有了树脂流胶的污染，让制造环境更清洁，本发明专利中将合成的原丝沉浸入树脂后把形态进行改造并固化，可制造成网球拍、网捞等多种工具的多种形态的外框，将依靠多种多样编织法合成的构筑物浸沉在树脂里时，利用空气的减压及加压，使制作过程更简易，也可使合成的构筑物充分浸沉在树脂里与之充分接触，而且可使制造速度更加迅速，适用于大规模量产。因此本发明意在提供一种成倍提高制造效率的利用编织法的双重结构杆的制造方法。

本发明专利中的双重结构杆的制造设备是解决以上问题的具体手段。本发明专利中提供了一种利用编织方法制造双重结构杆的制造方法，其特征在于：上述制造方法按以下步骤进行：

构筑物形成工序：将树脂条内侧原丝沿芯轴轴线方向附着在芯轴外表面，将树脂条外侧原丝以之字形在内侧原丝的外侧进行编织而形成纤维构筑物；

树脂浸沉工序：在构筑物形成的基础上，将已形成的纤维构筑物浸沉入热固化性树脂中，将与芯轴结合后的纤维构筑物投入树脂浸沉缸内并密封，该树脂浸沉缸和空压机连接，再用真空泵把树脂浸沉缸内的空气抽掉减压后，将混入了固化剂的液体热固化性树脂导入树脂浸沉缸，然后用空压机往树脂浸沉缸内用压缩空气加压，形成高压状态后，使树脂充分渗透进纤维构筑物内部；

树脂固化工序：在树脂浸沉缸中，通过树脂浸沉工序使纤维构筑物内部充分渗透热固化性树脂后，在树脂浸沉缸内擦拭纤维构筑物表面后，根据所使用的热固化性树脂的固化参数，在55~70℃中加热90~120分钟后，再在75~90℃中加热20-40分钟，待充分固化；

脱芯工序：在树脂固化工序完成的基础上，将浸沉的树脂与完全固化的纤维构筑物内侧结合后的芯轴分离。

依据解决上述问题的具体方法，本发明专利为利用编织方式的杆的制造方法，与以往的强化纤维和热固化性树脂混合后，再将事先制作好的半固化片缠绕在芯轴并黏贴，或者合成前的纤维条浸沉在事先热固化的树脂中后，在芯轴的表面进行合成而制作成各种杆的先行技术相比，有以下优越性：

1. 本发明不使用高价的半固化片，直接使用原丝和热固化性树脂，因在缠绕时进行裁剪，可减少边角料数量以减少浪费，制造工序变得更单一，树脂固化时，将液体的热固化性树脂放在相对低温环境（55~90℃）中也可实现固化，因此与以往使用要在低温环境中长时间保存再升到高温（120~150℃）进行固化的半固化片的杆的制造方法相比，不再需要之前大量的高温固化炉，可全面大额减少原材料及制造成本。

2. 与以往的经过固化后一部分呈膏化状态的半固化片不同，本发明直接使用在未固化状态下的液态树脂，在固化后则形成100%优秀的物理特性，以此方法制造的各种杆具有很强的弹性，不易折断，在耐用性和轻型化方面有显著的提升。

3.本发明的制造方法是先合成内侧原丝及外侧原丝来制作出纤维构筑物，之后在树脂浸沉缸内加入液体热固性树脂及固化剂后马上使用，因此在液体的热固性树脂上不会事先混入固化剂，使得即使长时间存放树脂也不会导致物理性质的变化或固化，相反，以往的各种杆的制造方法中使用的半固化片已事先混入热固性树脂，虽在-18℃环境下最长可使用6个月，但需要昂贵的冷冻设备，要花费很高的设备成本，而在不具备冷冻设备的情况下，一般只可能在5~8℃左右的低温或常温下保存，这使得在短时间内固化剂和树脂发生反应，由此导致物理特性下降或树脂固化后不可使用等树脂材料的保存性大大降低的现象出现，因此本发明与以往的技术相比，极大地提高了原材料的保存性，也使材料更容易地保存。

4. 以往杆的制造方法是在圆柱形的芯轴上只是简单地把半固化片进行环绕制作而成，与此相比，本发明中的芯轴的形状可呈圆，三角，四角，五角，六角等多种形态，将内侧原丝与外侧原丝向外侧合成后在树脂中浸沉并进行固化后，可制造处多种形态的杆，特别是可以制造出如一侧是圆形另一侧是扁平的四角形形态这样的一部分是形态有变化的杆。在很薄并扁平而又翘曲的金属或塑料等上面进行原丝编织，形成纤维构筑物并在树脂中浸沉，在完全固化前，可以放入所需的形状的模型，很容易便可制作出网球拍或钓鱼用的捞网等工具的外框。本发明通过变换内侧原丝或外侧原丝的种类及粗细等，或变换树脂的种类制造出具备多种功能和形态的杆，依靠这种制造方法可以丰富变换杆的形态、外观及颜色等，这使得设计的多变性得以优化。

5. 另外, 以往是将原丝事先浸沉树脂内令其合成而制作成杆，此方法在合成时，渗入原丝的树脂液大量地滴漏于地板或合成设备周边，使得作业环境糟糕，需频繁地清扫，与此相反，本发明通过将内侧原丝和外侧原丝用编织的方式进行合成，之后浸入树脂浸沉缸内的热固性树脂内，在此方法下可提供一个干净清洁的作业环境。

6. 另外，本发明的纤维构筑物在树脂中浸沉时，依靠与树脂浸沉缸连接安装的真空泵和空压机在树脂浸沉缸内部进行减压和加压操作，提高树脂的浸沉量和速度，使得各种杆的制作更加高效，更适合大规模量产，此方法全面地降低了制造成本，产品的耐用性也得到了很大的提升，各种杆的制造效率得以提升，是使得以往备受人们期待的效果得以实现的发明。

附图说明

图1是以本发明的制造方法所生产的杆的使用示例图。

图2是按照本发明的制造工序次序的作业流程图。

图3是以本发明的制造方法生产的杆的结构的截面图。

具体实施方式：

结合上述图纸，本发明的相关更具体的说明如下：

如图1所示，滑雪杖及登山杖的上面部位安装了手柄，下面部位安装了球篮和擦击部分，高尔夫杆的上面部位安装了手柄，下面部位安装了磁头，利用本发明所涉及的杆的制造方法制造的杆1除了以上的滑雪杖、登山杖及高尔夫杆之外，还适用于钓鱼竿、冰球杆、帐篷用支杆，射箭等多个领域的多种产品。

本发明所涉及的各种杆1是利用碳纤维等原丝以编织的方式进行合成后，浸沉于各种树脂中进行固化后制造出来的，在合成之后进行在树脂中浸沉的操作，不仅降低了杆1的制造成本，提高了杆1的耐用性，实现了轻型化，还可让设计多变，使杆1的制造变得更加容易及和便利，并使作业环境干净清洁。

本发明所涉及的制造方法的工序如图2所示，构筑物形成工序S1：将树脂条内侧原丝2沿芯轴轴线方向附着在芯轴外表面，将树脂条外侧原丝3以之字形在内侧原丝2的外侧进行编织而形成纤维构筑物；

树脂浸沉工序S2：为使上述纤维构筑物浸沉入各种树脂中，在树脂浸沉缸内加入合成了芯轴的纤维构筑物和添加了固化剂的液体树脂，再在树脂浸沉缸内部进行减压和加压操作，使树脂充分渗入纤维构筑物内部；

树脂固化工序S3：在树脂浸沉缸内擦拭纤维构筑物的表面后，用第2工序的加热将树脂固化；

脱芯工序S4：树脂完全固化后，从纤维构筑物中将芯轴分离出去。

以下是本发明所涉及的制造方法的详细步骤：

    1. 构筑物形成工序S1

碳纤维，玻璃纤维，聚酰酩纤维，对芳香聚酰胺纤维的系列纤维芳纶纤维，聚芳酯系列纤维的聚芳酯纤维，PBO（Poly-p-Phenylene Benzobisoxazole）系列纤维的柴隆纤维中，具备采用其中的一种制作而成的内侧原丝2和外侧原丝3，通过位于编织机中心的管道从芯轴后面向前面进行供给，管道的外部周围用树脂条的内侧原丝2在芯轴的轴线方向进行供给，为使芯轴通过伸出的管道尾端上的喷嘴让内侧原丝2接触芯轴外围，将芯轴置于内侧，这时编织机前面树脂条的外侧原丝3在内侧原丝2的外侧以之字形进行编织合成，置于外侧，图3的截面图示出了内侧原丝2和外侧原丝3进行编织合成的纤维构筑物，以上纤维构筑物随着芯轴的形态有着不同的形态，另外，根据内侧原丝2和外侧原丝3的种类或粗细及外侧原丝3的编织形态，可制作出纤维构筑物多种多样的形态和外观。

2. 树脂浸沉工序S2

本工序将在上述构筑物形成工序S1中由内侧原丝2及外侧原丝3编织合成的纤维构筑物浸沉在热固性树脂中，在连接安装了真空泵及空压机的树脂浸沉缸中放入结合了芯轴的纤维构筑物后进行密封，用真空泵将树脂浸沉缸内的空气抽掉并减压后，将混入固化剂的液体热固性树脂加入树脂浸沉缸内，使热固性树脂在纤维构筑物中充分浸沉，之后运行空压机，将高压压缩空气注入树脂浸沉缸，在树脂浸沉缸内进行加压，在高压的状态下，可以使热固性树脂充分浸沉于纤维构筑物内部，可将以上液体的热固性树脂事先在树脂浸沉缸内浸沉的状态下投入纤维构筑物。

上述树脂浸沉工序S2所使用的热固性树脂，是通过对环氧树脂，不饱和聚酯树脂，乙烯酯树脂等综合添加型热固性树脂的用途和强度进行检验并筛选后而使用的，除此之外，也可使用酚醛树脂，尿素树脂，密胺树脂等缩聚合型热固性树脂，根据需要，也可使用非高强度热固性树脂的低强度热塑性树脂。

3. 树脂固化工序S3

经过上述树脂浸沉工序S2后，在树脂浸沉缸中将纤维构筑物充分浸沉于热固性树脂中，在树脂浸沉缸中擦拭纤维构筑物的表面后，与树脂浸沉工序S2中使用的热固性树脂的固化参数稍有差异，在55~70℃的温度下进行第一次90~120分钟的加热，之后在75~90℃的温度中进行第二次20~40分钟的加热，将充分渗透至内侧原丝2的热固性树脂进行完全固化。

上述温度和时间可根据树脂的种类进行调节，上述参数是使用环氧树脂时的参数，加热时按第1次和第2次的不同温度进行。

4. 脱芯工序S4

脱芯工序S4是按照如上所述的工序顺序：将内侧原丝2和外侧原丝3进行编织合成后形成纤维构筑物的构筑物形成工序S1、将纤维构筑物浸沉入热固性树脂中的树脂浸沉工序S2、将在纤维构筑物表面结着及渗透的树脂完全固化的树脂固化工序S3进行后，使用脱芯机将与纤维构筑物内侧结合的芯轴分离的工序，如上所述，要分离芯轴的话，依靠固化的树脂在纤维构筑物固化后制造出如图3的部分界面图的中空形态的各种杆1及管道等，像这样的各种杆1如图1所示，可在各种不同领域广泛使用，用纤维构筑物浸沉的树脂可制造出使用热塑性树脂时的软质软管或连接管等。

如上所述，本发明所涉及的制造方法是编织合成内侧原丝2和外侧原丝3等原丝，形成纤维构筑物后，将纤维构筑物浸沉于各种树脂中，然后进行固化。不使用昂贵的半固化片，直接使用原丝和树脂，因此不需要缠绕所需的裁剪，不存在出现边角料浪费的问题，可大大降低原材料成本。与固化半固化片时的加热温度相比，本发明使用较低的温度加热也可顺利完成固化环节，因此可大幅降低原材料成本和制造成本。

本发明与现有技术中的杆1的制造方法中使用的事先完成固化并只有部分呈固化状态的半固化片不同，它直接使用呈未固化状态的液体树脂，待之固化后变成有100%优秀的物理特性，依靠本发明制造的各种杆1具有很强的弹性，不易折断，具有优异的耐用性。且只用原丝和树脂制成，非常轻便，因没有事先混入固化剂，即使长时间存放树脂，也不会引起物理性质的变化或产生硬化，极易保存。

依据本发明的制造方法，在构筑物形成工序S1中，因原丝由编织合成的方法制成，可形成任何所需形状的纤维构筑物，因此可将芯轴的形态制成圆形或多角形等多种形状。即使是一侧是圆形，另一侧是扁平的四角形的局部变形的形态，也很容易制作出来，特别是经过树脂浸沉工序S2后，树脂固化工序S3之前，将在树脂中浸沉的纤维构筑物放入环形槽等多种形状的模型中成形并加热，可制作出网球拍或钓鱼网捞等的外框，如果将内侧原丝2或外侧原丝3的种类和粗细，以及编织方法进行多种变形，依据本发明的制造方法可将杆1的形状，外观及颜色等进行多种变化，因此可使设计多样化。

将纤维构筑物浸沉在树脂的步骤是在树脂浸沉缸内部进行，树脂液滴漏于地板或合成装备等周围，造成周边环境污染，本发明可将这种情况进行最大程度的改善，在树脂浸沉缸内部进行减压和加压，并将纤维构筑物浸沉于树脂中，这使得树脂更顺利地渗透进纤维构筑物内，本发明有以上的优点。

本发明的详细说明中有对具体操作示例进行说明，但在不超过本发明的技术范围内，可进行多种变形。因此本发明的专利保护范围不仅限于所说明的操作示例。因此专利保护范围不仅仅适用于后叙的专利申请范围，而是均等地适用于各种范围内的情形。

Claims (5)

1.一种双重结构杆的制造方法，其特征在于：以编织的方式按照以下几个工序进行制作： 构筑物形成工序：将树脂条内侧原丝沿芯轴轴线方向附着在芯轴外表面，将树脂条外侧原丝以之字形在内侧原丝的外侧进行编织而形成纤维构筑物； 树脂浸沉工序：将在构筑物形成工序中与芯轴结合而形成的纤维构筑物浸沉入树脂中； 树脂固化工序：经过树脂浸沉工序，让树脂充分渗透入纤维构筑物内部后，进行加热并固化树脂； 脱芯工序：在树脂固化工序后，从纤维构筑物中将芯轴分离出去。

2..根据权利要求1所述的双重结构杆的制造方法，其特征在于：所述树脂浸沉工序是将由内侧原丝和外侧原丝以编织方式合成的纤维构筑物放入与真空泵连接安装的树脂浸沉缸内并密封，再将树脂浸沉缸内部的空气抽掉进行减压后，加入添加了固化剂的液体树脂。

3.根据权利要求1所述的双重结构杆的制造方法，其特征在于：所述树脂浸沉工序是将由内侧原丝和外侧原丝合成的纤维构筑物放入连接安装了空压机的树脂浸沉缸内并密封，加入添加了固化剂的液体树脂后，将压缩空气从空压机注入树脂浸沉缸内并进行加压，在高压状态下使纤维构筑物浸沉在树脂内。

4.根据权利要求1所述的双重结构杆的制造方法，其特征在于：所述树脂浸沉工序是将由内侧原丝和外侧原丝编织合成的纤维构筑物放入连接安装了真空泵和空压机的树脂浸沉缸并密封，用真空泵抽掉树脂浸沉缸内的空气并减压后，加入添加了固化剂的液体树脂，将压缩空气从空压机注入树脂浸沉缸并加压，在高压的状态下使纤维构筑物浸沉在树脂中。

5.根据权利要求1所述的双重结构杆的制造方法，其特征在于：所述树脂固化工序是经过树脂浸沉工序使纤维构筑物充分浸沉于树脂中，然后擦拭纤维构筑物表面，在55~70℃环境中第一次加热90~120分钟后，在75~90℃环境中第二次加热20~40分钟，使树脂固化。