CN111758685B - 体育用品用或钓具用的杆身 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不会产生硬度的不均且可提高外观的体育用品用或钓具用的杆身。具体而言，本发明所涉及的体育用品用或钓具用的杆身具有配设在径向内侧并由高温固化材料形成的本体层(10A)或钢杆身(10D)、配设在本体层(10A)或钢杆身(10D)的径向外侧并由低温固化材料形成的外观露出层(10C)。
Description
技术领域
本发明涉及体育用品用或钓具用的杆身、该杆身的制造方法及使用了该杆身的各种体育用品、钓具。
背景技术
以往，作为体育用品的代表性例子的高尔夫球杆用杆身(以下也简称为杆身)，已知有一种由纤维强化树脂(以下称为FRP)形成的杆身。像公知的那样，FRP制的杆身是通过在将多枚在强化纤维中浸渍有合成树脂的预浸胶片卷绕于芯轴的同时，用紧固带进行固定，并对其进行热固化且脱芯而形成(例如参照专利文献1)。
如此形成的杆身的现状是，难以对原材料自身的不均、预浸胶片等相对于芯轴的卷绕状态、成型时的树脂流等进行高精度管理，导致在成型后的硬度上产生有不均。因此，在实际的制造现场中，为了将成型时的硬度的不均收敛在一定范围内，而进行有成型后的杆身的表面的研磨。
专利文献
专利文献1：日本国特开2018-94085号公报
发明内容
可是，当为了修正杆身的硬度的不均而对表面进行研磨时，则产生有强化纤维被切断这样的问题。在高尔夫球杆的杆身上，还存在有希望使形成材料自身作为外观来进行视觉辨认(希望视觉辨认最外层的强化纤维的定向状态；也称为外显)的情况，但由于当强化纤维切断时则导致外观降低，因此将最外层的研磨量设定成较少(细微的表面研磨程度)。因而，当优先提高外观(将最外层的研磨量设定成较少)时，则导致不得不容许杆身的硬度的不均，进而导致必须牺牲杆身性能。
与此相反，也可通过卷绕由玻璃纤维构成的预浸胶片来作为最外层，而使半透明的玻璃材料的基底层外显。
然而，由于玻璃材料对振动频率的影响较小，因此当希望将振动频率收敛在一定范围内时，则需要卷绕很多由玻璃纤维构成的预浸胶片。由于玻璃材料为半透明(不透明)，因此导致基底层(外显材料)的辨认性下降，此外，根据研磨量的差异，会导致外显材料的外表或重量的不均增大。
此外，上述课题并不限于高尔夫球杆用的杆身，对于需要在保持力学强度的同时提高外观的各种体育用品(例如羽毛球用球拍、滑雪用的滑雪杖等)所使用的杆身或钓具(例如钓竿、捞鱼网等)所使用的杆身也相同。
本发明是着眼于上述问题而进行的，所要解决的技术问题是提供一种不会产生硬度的不均且可提高外观的体育用品用或钓具用的杆身、该杆身的制造方法及安装了该杆身的各种体育用品或钓具。
为了达成上述目的，本发明的第一发明是由纤维强化树脂制的管状体构成的体育用品用或钓具用的杆身，其特征在于，所述杆身具有由高温固化材料形成的本体层、配设在所述本体层的径向外侧并由低温固化材料形成的外观露出层，所述本体层的表面被研磨，所述外观露出层被配设在该被研磨的表面上。
根据上述的体育用品用或钓具用的杆身的结构，由于在内层侧具有由发生高温固化的树脂材料构成的本体层，且将由发生低温固化的树脂材料(外显材料)构成的外观露出层配设在外层侧，因此可在对内层侧的本体层进行加热处理之后，在进行表面研磨来事先调整硬度的不均之后，对外显材料进行追加成型。即，可在将杆身的性能维持在一定水准的同时，实现外观的提高。
此外，为了达成上述目的，本发明的第二发明由钢制的管状体和纤维强化树脂制的管状体组合而成的体育用品用或钓具用的杆身，其特征在于，所述钢制的管状体的一部分或全部的表面被粗糙化，将所述纤维强化树脂制的管状体形成在该被粗糙化的部分上，该所述纤维强化树脂制的管状体构成外观露出层。
根据上述体育用品用或钓具用的杆身的结构，由于是下述构成，即，在对管状体构成的钢杆身的一部分或全部的区域进行粗糙化后，卷绕由纤维强化树脂制的预浸胶片形成的外观露出层的构成，因此在对卷绕的预浸胶片进行热固化时，预浸胶片与钢杆身表面的密合性提高，因而不会产生剥离(不会降低外观)。
此外本发明的第三、第四发明提供了上述的第一发明及第二发明所涉及的杆身的制造方法。
此外本发明的第五发明提供了一种安装有上述第一发明及第二发明所涉及的杆身的高尔夫球杆，也适用于所谓的木杆类或铁杆类的任意的高尔夫球杆。并且，第六～第十发明是将第一发明及第二发明所涉及的杆身应用于高尔夫球杆以外的体育用品或各种钓具的发明。
根据本发明，可得到一种不会产生硬度的不均且可提高外观的体育用品用或钓具用的杆身、其制造方法且安装有该杆身的体育用品或钓具。
附图说明
图1是表示高尔夫球杆的一个例子的正视图。
图2是表示图1所示的杆身的构成原材料即预浸胶片的配设例的模式图。
图3(a)是设置有外观露出层的部分的杆身的横剖视图，(b)是其位置上的沿着轴线方向的纵剖视图。
图4是说明杆身的制造工序的一个例子的流程图。
图5(a)是设置有外观露出层的部分的钢杆身的横剖视图，(b)是其位置上的沿着轴线方向的纵剖视图。
符号说明
1-高尔夫球杆；10-杆身；10A-本体层(纤维强化树脂制的管状体)；10B-强化层；10C-外观露出层；10D-钢杆身(钢制的管状体)；11～15-本体胶片；17-强化胶片；21～24-外观胶片；30-杆头；40-握把；50-芯轴。
具体实施方式
下面，虽然参照附图对本发明所涉及的体育用品用或钓具用的杆身、其制造方法所涉及的实施方式进行说明，但以高尔夫球杆用的杆身为代表性例子来进行说明。
图1所示的高尔夫球杆1例示了木杆型的高尔夫球杆，在杆身10的顶端侧安装有杆头30，在杆身10的根端侧安装有由橡胶等形成的握把40。
第一实施方式
所述杆身10通过片材卷绕法而形成，是通过将在强化纤维中浸渍有合成树脂的预浸胶片卷绕于芯轴，并对其进行热固化且脱芯而形成的FRP制。卷绕于芯轴的预浸胶片具备被卷绕在杆身10的全长跨度上的预浸胶片(以下也称为本体胶片，作为层叠结构而构成本体层)、为了提高局部性强度而被卷绕在杆头安装区域、握把安装区域等中的预浸胶片(以下也称为强化胶片，作为层叠结构而构成强化层)、卷绕在本体层的径向外方而构成露出于外观的外显材料的预浸胶片(以下也称为外观胶片，作为层叠结构而构成外观露出层)。
也可以存在多枚构成所述本体层的本体胶片及构成强化层的强化胶片。此外，构成所述外观露出层的外观胶片既可以为卷绕在杆身10的全长跨度上的构成，也可以为卷绕在轴向的一定的长度范围内的构成，也可以为不卷绕在整周跨度上的构成。
在本发明中，构成外观胶片的预浸胶片的基材和构成本体胶片(强化胶片)的预浸胶片的基材(基体树脂)使用了不同类型的胶片，本体胶片(强化胶片)使用了在高温下发生固化的类型的胶片(以下称也为高温固化材料)，外观胶片使用了在比本体胶片更低的温度下发生固化的类型的胶片(以下也称为低温固化材料)。这是因为，在制作杆身10时，在形成作为内层侧的本体层的加热处理工序之后，进行修正硬度的不均的表面研磨，并对表面研磨后的本体层进行形成作为外层侧的外观露出层的加热处理工序(进行双重成型)。即，针对外观胶片，使用了在比本体胶片更低的温度下发生固化的类型的胶片，以便在形成外观露出层时，处于加工处理后状态的本体层不会受到热的影响(例如软化或是粘度下降导致密合性降低等影响)。
如果具体地进行例示，则构成本体胶片(强化胶片)的预浸胶片使用了在120°～130°附近发生固化的热固化性树脂(例如环氧树脂)作为基材，构成外观胶片的预浸胶片则使用了比上述的固化温度更低的温度例如100°以下，优选在70°～80°附近发生固化的热固化性树脂(例如环氧树脂)作为基材。此外，对构成各预浸胶片的强化纤维不做特别限制，可使用对位类芳族聚酰胺、高强度聚乙烯等有机类的纤维、碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维等无机类的纤维，还可使用金属类的纤维，且也可以组合使用2种以上的这些纤维。
此外，构成上述预浸胶片的强化纤维既可以是被编成的强化纤维，也可以是向一个方向(轴向、周向、倾斜方向)拉齐的强化纤维。此时，由于外观胶片是外显材料，因此优选使用可提高外观的构成的胶片例如平纹、组布、夹杂有金属线的胶片等。此外，虽然对各预浸胶片的树脂浸渍量(RC)不做特别限制，但对于外观胶片，优选树脂浸渍量一定程度比本体胶片更高，以便确保外观胶片和由本体胶片成型的本体层之间的密合强度。但是，当树脂浸渍量过高时，则会导致发粘而难以作业(在45％时，其结果难以作业)，因此优选使用30～40％左右的胶片。例如，对于本体胶片，可使用树脂浸渍量为15～35％左右的胶片，对于外观胶片，可使用树脂浸渍量为20～45％左右的胶片。
下面，参照图2对具有如上特性的杆身的构成例(卷绕在芯轴50上的本体胶片、强化胶片、外观胶片的构成及其配设例)进行说明。
在图2中，构成本体层10A的本体胶片被卷绕在杆身的整体长度L跨度上，且构成为，从内层侧起具备：本体胶片11，将强化纤维在周向上拉齐；本体胶片12，重合有第1斜向胶片和第2斜向胶片，所述第1斜向胶片将强化纤维在相对于轴向呈+45°方向上拉齐，所述第2斜向胶片将强化纤维在相对于轴向呈-45°方向上拉齐；及本体胶片13、14、15，将强化纤维在轴向上拉齐。此时，对各本体胶片的卷绕数不做限制，对其排列顺序、图案形状、强化纤维的方向也不做限制。
另外，图中L1所示的区域为插入杆头的部分，L2所示的区域为安装握把的部分。
在构成所述本体层10A的本体胶片上，在安装杆头的顶端侧卷绕有强化胶片17，以便构成强化层10B。虽然强化胶片17是将强化纤维在轴向上拉齐而构成的，但对强化纤维的方向不做限制。此外，根据需要，也可以在安装握把的根端侧卷绕强化胶片。
在对本体胶片及强化胶片进行加热，且作为管状体而对该本体层10A的表面进行研磨后，卷绕构成外观露出层10C的外观胶片。即，为了将通过本体胶片11～15对本体层10A进行成型时的硬度的不均收敛在一定范围内，而是在对本体层的表面进行研磨处理后进行卷绕(卷绕在研磨部分的表面上)。虽然在图2中，为了便于理解外观胶片的构成，而例示有4枚外观胶片21、22、23、24，但无需将他们全部卷绕，只需卷绕任意的外观胶片即可(也可以任意组合)。
虽然卷绕的外观胶片的卷绕位置、卷绕数、强化纤维的配置状态等不受特别限制，但可示出下述例示，即，外观胶片21被卷绕在杆身的整体长度L跨度上，并将强化纤维在轴向上拉齐，外观胶片22被卷绕在杆身的顶端侧，并将强化纤维在轴向上拉齐，外观胶片23被卷绕在杆身的中间区域中，并将强化纤维在轴向上拉齐，外观胶片24被卷绕成在杆身的后端侧从握把露出，并将强化纤维在轴向上拉齐的例示。
如上所述，由于外观胶片是以外显为目的而卷绕的，因此只要为卷绕在希望提高外观的部分上的构成即可。此外，由于主要目的是外显，因此为了不给杆身的基本性能带来影响，优选壁厚尽可能薄。因此，如图3(a)(b)所示，关于壁厚，优选将外观露出层10C的壁厚T卷绕成比本体层10A的壁厚T1更薄。例如，在以外观目的来卷绕平纹、组布等时，优选卷绕成1层左右等少数层，但存在有提高刚性等目的时，也可以卷绕成多数层。
接下来，参照图4对以图2所示的预浸胶片的排列图案对杆身进行成型时的杆身的制造工序进行说明。
首先进行第1成型工序。该第1成形工序为，在芯轴50上涂布脱模剂，而后依次以手工作业卷绕或使用卷片机来机械性卷绕高温固化材料制的预浸胶片(本体胶片11～15)及强化胶片17，并在其表面上卷绕紧固带(缠绕带wrapping tape，未图示)。卷绕紧固带主要是为了在确保本体层的保形性的同时，抑制空隙的产生，在卡紧卷绕有预浸胶片的芯轴50的状态下，使用缠带机(tape wrapping machine)以一定的压力来进行卷绕。
接下来，将上述卷绕有本体胶片、强化胶片及紧固带的芯轴搬运到加热炉并实施加热处理，基体树脂在上述的高温的固化温度下发生固化，其后，将脱芯、紧固带剥离，形成管状的本体层10A。
接下来，对管状的本体层10A的表面进行研磨。该研磨是为了调整硬度的不均而进行的，可通过湿式的带式砂光机(belt sander)研磨、砂纸的手工研磨等来进行。另外，也可以预先对卷绕外观胶片的部分的表面进行粗糙化处理，以便提高与外观露出层之间的密合性。
接下来，进行第2成型工序。该第2成形工序是用于在对表面进行研磨后的本体层上形成外观露出层10C的处理，首先将本体层10A外嵌在与上述第1成型工序相同的芯轴50上，与上述第1成型工序相同，卷绕低温固化材料制的预浸胶片(外观胶片21～24的任一或其多个)，并在其表面上卷绕紧固带(缠绕带)。此时，虽然当考虑到作业性时，优选在卷绕外观胶片之前，将本体层10A外嵌在相同的芯轴上，但在表面被研磨后的本体层具有刚性，可忍受外观胶片的卷绕作业的情况下，也可以从紧固带的卷绕作业时外嵌到芯轴上。
而后，在上述的低温的固化温度下对卷绕有外观胶片及紧固带的芯轴进行固化处理。由于该第2成型工序中的加热温度为，使外观露出层10C即低温固化材料固化的程度，因此构成本体层10A的高温固化材料不会软化，因而能够发挥稳定的杆身性能。
其后，将脱芯、紧固带剥离，形成杆身10。由于当剥离紧固带时，则在其表面上会存在有螺旋状的凹凸，因此进行有细研磨，以便使表面光滑化。也可以在被光滑化后的表面上形成透明层，或是根据需要形成文字、图形等装饰层。
根据上述构成的杆身，通过在对杆身硬度的不均进行事先调整后，对外显用材料进行追加成型，可在提高杆身的性能的同时实现外显外观的提高。即，由于外观露出层10C不会产生纤维切断等，因此可提高表面的外观。
此外，外观露出层10C不用像现有的技术那样为了调整硬度的不均而进行研磨处理(不用对作为杆身而效果的表现性较高的最外层进行切削)或者为了涂装而进行打毛表面程度的细研磨。此时，即使使用有例如强度表现性较高的高强度强化纤维(例如东丽株式会社制的T1100G或M40X、三菱化学株式会社制的MR70(都为纤维名称)、融合有硼等金属线的预浸胶片等)、或比重较重的钨粉和低温固化型的树脂组合而成的特殊的预浸胶片，在实施打毛表面程度的细研磨时，也可以确保其性能。并且，在如上的双重成型方法的情况下，为了改善了抗压强度，通常可在最外层配设可通过研磨来削去程度的较薄的材料。
第二实施方式
上述构成的外观露出层10C也可以形成在一般的钢杆身10D的表面上。图5表示有在钢杆身10D的表面上形成有由低温固化型的树脂材料构成的外观露出层10C的例子的轴向及径向的各剖视图。当考虑到外观露出层10C与钢杆身10D的表面的密合性以及剥离的难度时，则优选用如上所述的低温固化型的树脂材料(100°以下，优选在70°～80°附近发生固化的树脂材料)来构成。此外，在这样的构成上，也优选在卷绕构成外观露出层10C的预浸胶片之前，预先对钢杆身10D的表面进行粗糙化处理。
此时，针对钢杆身10D的表面的粗糙化状态、钢杆身10D与作为外观材料的上述低温固化型的树脂材料的密合性，通过改变表面的粗糙化状态，对是否产生有剥离进行了验证。由于当卷绕有1层以上的外观材料时，未发现有剥离，因此用表面的粗糙面状态不同的多个样品对在钢杆身10D的表面上局部卷绕时的剥离状况进行了验证，在表面粗糙度(Ra值)为0.2398时，在很小的一部分上，发现有微小的剥离。因而，在进行局部卷绕时(也可以为1层以上)，优选在下述状态下形成外观露出层10C，即，将钢杆身10D的对应部分的表面的Ra值粗糙化成0.25以上的状态。即，在这样的构成上，不用使用底层涂料(primer)等，即可形成密合性较好的外观露出层10C。
另外，如果本体层为上述高温固化型的树脂材料，则即使不进行粗糙化，也不会产生剥离现象。
以上，对将本发明应用于高尔夫球杆用的杆身时的实施方式进行了说明，但本发明不局限于上述的实施方式，可进行各种变形。在将本发明用作高尔夫球杆用杆身时，除木杆型的高尔夫球杆以外，也可应用于铁型的高尔夫球杆或推杆的杆身。
此外，除高尔夫球杆用的杆身以外，上述构成的杆身也可应用于各种体育用品(羽毛球用的球拍、滑雪的滑雪杖、撑杆跳高用的杆等)或各种钓具(钓竿、竿架、捞鱼网等)。
Claims (3)
1.一种体育用品用或钓具用的杆身，由纤维强化树脂制的管状体构成，
所述杆身具有由高温固化材料形成的本体层、配设在所述本体层的径向外侧并由低温固化材料形成的外观露出层，
所述体育用品用或钓具用的杆身的特征在于，
所述本体层的表面被研磨，所述外观露出层被配设在该被研磨的表面上。
2.根据权利要求1所述的体育用品用或钓具用的杆身，其特征在于，所述外观露出层的壁厚比所述本体层更薄。
3.根据权利要求1或2所述的体育用品用或钓具用的杆身，其特征在于，所述外观露出层被配设在所述杆身的全长跨度上。
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