JP2003019756A

JP2003019756A - 管状体及び釣り竿

Info

Publication number: JP2003019756A
Application number: JP2001206529A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Nakatani; 政史中谷; Takashi Osugi; 高志大杉; Keisuke Hashimoto; 圭祐橋本
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量かつ高強度な管状体、及びそれを用いた
釣り竿を提供する。【解決手段】２３℃における粘度が１〜１０００ｃｐ
ｓの硬化性樹脂材料を硬化させてなり、密度が１．１ｇ
／ｃｍ³以下、曲げ強度が８０ＭＰａ以上である樹脂材
料と、強化繊維とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管状体及び釣り竿
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、強度と軽量性を要求される釣
り竿等の管状体としては、エポキシ等の樹脂材料をガラ
ス繊維、炭素繊維等の高強度・高弾性の強化繊維で強化
した複合材料（ガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維
強化プラスチック）が好適に用いられている。

【０００３】その中でも釣り竿においては、多種多様な
釣りの種類に応じて釣り竿に要求される特性も異なって
くるが、一般に釣り竿は長さが数メートルから数十メー
トルと長いものであり、長時間使用しても疲れないよう
な軽量の釣り竿が望まれている。そこで、釣り竿では竹
→ガラス繊維強化プラスチック→炭素繊維強化プラスチ
ックと、材料をより高弾性率化・高強度化し、肉厚を薄
くすることで軽量化を図ってきた。

【０００４】釣り竿を成形する製法としては一般的にシ
ートワインディング製法が行われている（特開昭５４−
１０３４７３号公報等）。一般的なシートワインディン
グ製法の製造プロセスは、１）シート状の強化繊維に硬化性樹脂を含浸させる工程２）芯金に巻回させる工程３）外周をテープで巻き締める工程４）樹脂を硬化させる工程５）芯金を脱型する工程６）シートを剥いで表面を研磨する工程から成っている。

【０００５】これらの工程のうち、１）シート状の強化
繊維に硬化性樹脂を含浸させる工程において、いったん
繊維に樹脂を含浸させた後、過剰な硬化性樹脂をいかに
多量に追い出すことができるかで、繊維の高密度化、即
ち、薄肉化が達成できるかが決定される。しかし、上記
樹脂としては通常エポキシ系樹脂が使用される。エポキ
シ系樹脂は一般に未硬化状態で非常に高粘度であるため
に繊維の隙間に入り込んだ過剰な硬化性樹脂の追い出し
が不完全となっていた。

【０００６】過剰な硬化性樹脂の追い出しをよくするた
めには、例えば、エポキシ系樹脂にアセトン等の溶剤を
配合して粘度を下げる方法もあるが，この方法では、
４）樹脂を硬化させる工程における発熱によって溶剤が
揮発し、得られる硬化体にボイドが発生し、強度が発現
しないという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決し、軽量かつ高強度な管状体、及びそれを用いた
釣り竿を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の管状体は、２３
℃における粘度が１〜１０００ｃｐｓの硬化性樹脂材料
を硬化させてなり、密度が１．１ｇ／ｃｍ³以下、曲げ
強度が８０ＭＰａ以上である樹脂材料と、強化繊維とか
らなる。

【０００９】本発明に使用される樹脂材料は、２３℃に
おける粘度が１〜１０００ｃｐｓの硬化性樹脂材料を硬
化させてなる。上記硬化性樹脂材料の粘度が低すぎる
と、強化繊維に十分に粘着せず、得られる管状体の強度
が発現せず、また、粘度が高すぎると強化繊維に十分に
含浸せず、硬化して得られる管状体にボイドが多くなる
ので、含浸時に減圧脱気等の特別な処理が必要となるだ
けでなく、硬化性樹脂材料の粘度が高いので一度繊維中
に含浸した硬化性樹脂材料は追い出しにくく、繊維を高
密度化することが非常に困難である。

【００１０】本発明に使用される樹脂材料は、密度が高
すぎると十分な軽量化が達成されないので、１．１ｇ／
ｃｍ³以下に限定され、通常は、０．９ｇ／ｃｍ³以上
である。

【００１１】本発明に使用される樹脂材料は、曲げ強度
が低すぎると得られる管状体の強度が十分でなく、釣り
竿等の強度が要求される用途には不適なものとなるの
で、８０ＭＰａ以上に限定され、通常は、１５０ＭＰａ
以下である。

【００１２】このような樹脂材料としては、ジシクロペ
ンタジエン系樹脂が好適であり、さらには、エポキシ系
樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ビニルエステル系樹
脂、フェノール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ユリア系
樹脂、メラミン系樹脂、熱硬化性ポリイミド系樹脂等
を、重合度、モノマーの分子量などを適宜調整すること
により得られた樹脂材料の中から選定することができ
る。

【００１３】ジシクロペンタジエン系樹脂はモノマーの
粘度が特に低粘度であり、強化繊維にモノマーを含浸さ
せた後、過剰なモノマーを多量に追い出すことができ、
管状体中の強化繊維の高密度化を効果的に達成すること
ができる。また、ジシクロペンタジエン系樹脂のモノマ
ーは粘度の温度依存性が少なく、環境温度の低温・高温
を問わず恒に一定の条件で成形ができるために、製品の
品質安定性の面においても好ましい。

【００１４】また、ジシクロペンタジエン系樹脂は、低
密度且つ高強度であるだけでなく、耐熱性が高いため
に、釣り竿等、長時間屋外で使用する用途には特に好ま
しく、さらに、寸法安定性や耐薬品性のような化学的特
性にも優れている。

【００１５】さらに、強化繊維として炭素繊維を用いる
場合、ジシクロペンタジエン系樹脂は炭素繊維との親和
性がよいために、本発明の管状体の強度を優れたものと
することができる。

【００１６】上記ジシクロペンタジエン系樹脂とは、ジ
シクロペンタジエンモノマー単独、又は、ジシクロペン
タジエンモノマーと該ジシクロペンタジエンモノマーと
開環共重合可能な他のモノマーとの共重合体である。

【００１７】上記ジシクロペンタジエンモノマーと開環
共重合可能な他のモノマーとしては、例えば、ジシクロ
ペンタジエンモノマー以外のノルボルネン系モノマー；
シクロブテン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、
シクロオクテン、シクロドデセン等の単環シクロオレフ
ィン；インデン、クマロン、クマロンインデン系コモノ
マー等のメタセシス重合活性を有する環状モノマーなど
が挙げられる。これらは単独で使用されてもよいし、２
種類以上併用されてもよい。

【００１８】上記ジシクロペンタジエンモノマー以外の
ノルボルネン系モノマーとしては、例えば、２−ノルボ
ルネン、ノルボルナジエン、エチリデンノルボルネンな
どの二環体；ジヒドロジシクロペンタジエンなどの三環
体；テトラシクロドデセン、エチリデンテトラシクロド
デセン、フェニルテトラシクロドデセンなどの四環体；
トリシクロペンタジエンなどの五環体；テトラシクロペ
ンタジエンなどの七環体；及びこれらの誘導体、ジシク
ロペンタジエン誘導体などがあげられる。上記誘導体と
しては、例えば、アルキル置換体（例えば、メチル、エ
チル、プロピル、ブチル置換体など）、アルキリデン置
換体（例えば、エチリデン置換体）、アリール置換体
（例えば、フェニル、トリル置換体）はもちろんのこ
と、エポキシ基、メタクリル基、水酸基、アミノ基、カ
ルボキシル基、シアノ基、ハロゲン基、エーテル基、エ
ステル結合含有基等の極性基を有するものが挙げられ
る。

【００１９】上記ジシクロペンタジエンモノマー単独、
又は、ジシクロペンタジエンモノマーと該ジシクロペン
タジエンモノマーと開環共重合可能な他のモノマーとを
共重合体させるには、通常、メタセシス重合錯体を触媒
として開環メタセシス重合を行う。

【００２０】上記メタセシス重合錯体としては特に限定
されず、例えば、タングステン、モリブデン、タンタ
ル、ルテニウム、レニウム、オスミウム、チタンなどの
金属と、ハロゲン、オキシハロゲン基、酸素、有機アン
モニウム基などとからなる錯体が挙げられる。これらの
メタセシス重合錯体は、単独で使用されてもよいし、２
種類以上併用されてもよい。

【００２１】中でも、開環メタセシス重合を大気中で行
う場合には、上記メタセシス重合錯体の中でも空気中で
の経時安定性に優れる触媒を選択することが好ましく、
具体的には，下記一般式（ａ）のルテニウムカルベン触
媒、下記一般式（ｂ）のルテニウムビニリデン触媒が好
適に用いられる。

【００２２】

【化１】

【００２３】

【化２】

【００２４】上記一般式（ａ）及び一般式（ｂ）中、Ｒ
₁及びＲ₂は互いに独立に、水素、炭素数１〜２０のア
ルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、アリール
基、炭素数１〜２０のカルボキシル基、炭素数１〜２０
のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ
基、アリールオキシ基、炭素数２〜２０のアルコキシカ
ルボニル基、炭素数１〜２０のアルキルチオ基、炭素数
１〜２０のチオアルキル基、チオアリール基、炭素数１
〜２０のアルキルシリル基、アリールシリル基及びその
誘導体、フェロセン及びその誘導体を意味し、Ｘ₁及び
Ｘ₂は互いに独立にアニオン性配位子を意味し、Ｌ₁及
びＬ₂は互いに独立に、中性電子供与体を意味する。な
お、Ｘ₁、Ｘ₂、Ｌ₁及びＬ₂は互いに多座キレート化
配位子を形成してもよい。

【００２５】なかでも、Ｒ₁及びＲ₂は互いに独立に、
水素、メチル基、エチル基、フェニル基、フェロセニル
基、ビニル基及びその誘導体、ブチニリデン基及びその
誘導体が好ましく、Ｘ₁及びＸ₂は互いに独立に、Ｃ
ｌ、Ｂｒが好ましく、Ｌ₁及びＬ₂は互いに独立に，ト
リメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリイソ
プロピルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリシ
クロヘキシルホスフィンが好ましい。

【００２６】上記開環メタセシス重合時におけるメタセ
シス重合錯体の使用量は、メタセシス重合錯体の活性に
よって異なり、一義的には定められるものではないが、
全モノマーに対して１／５〜１／５０万モル当量である
ことが好ましい。全モノマーに対するメタセシス重合錯
体の使用量が１／５当量より多いと、得られる樹脂材料
の分子量が十分に上がらず、１／５０万当量より少ない
と重合速度が低くなる。

【００２７】本発明の管状体において、上記樹脂材料の
体積分率は１０〜４０％であることが好ましい。樹脂材
料の体積含有率が１０％未満では管状体の強度が十分に
発現せず、４０％を超えると管状体の軽量化を達成する
ことができない。

【００２８】本発明に使用される強化繊維としては、例
えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ボロン繊
維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、鋼繊維などが挙げ
られる。なかでも、炭素繊維が機械的特性を優れ、しか
も軽量であることから好適に用いられる。これらの繊維
の形態は特に限定されず、短繊維であっても長繊維であ
ってもよいし、シート状、クロス状、マット状、不織布
状等に加工したものであってもよい。これらの繊維は、
単独で使用されてもよいし、２種類以上併用されてもよ
い。また、必要に応じて、カップリング剤、表面処理剤
等によって表面処理を行って用いることもできる。

【００２９】本発明の管状体は、上記樹脂材料と、強化
繊維とからなる。本発明の管状体には、必要に応じて、
上記の課題達成を阻害しない範囲で、充填材、エラスト
マー類、酸化防止剤（老化防止剤）、発泡剤、消泡剤、
揺変性付与剤、帯電防止剤、分子量調整剤、高分子改質
剤、難燃剤、軟化剤、可塑剤、界面活性剤等が添加され
てもよい。また、染料、顔料、着色剤等による着色がな
されたものであってもよい。

【００３０】上記充填材としては、例えば、炭酸カルシ
ウム、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、炭酸水
素ナトリウム、クレー、タルク、マイカ、シリカ、カオ
リン、フライアッシュ、モンモリロナイト、ガラスバル
ーン、シリカバルーン、熱膨張性塩化ビニリデン粒子等
が挙げられる。なかでも、炭酸カルシウム、フライアッ
シュ、水酸化アルミニウムが、コストが低く、得られる
管状体の物性が良好であることから好ましい。

【００３１】これらの充填材は、単独で使用されてもよ
いし、２種類以上併用されてもよい。また、必要に応じ
て、カップリング剤、表面処理剤等によって表面処理を
行って用いることもできる。

【００３２】上記エラストマー類としては、天然ゴム、
ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエ
ン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、
クロロプレン、スチレン−イソプレン−スチレンブロッ
ク共集合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック
共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−
プロピレン−ジエン共重合体，エチレン−酢酸ビニル共
集合体、及びこれらの水素化物などが挙げられる。これ
らのエラストマー類は、単独で使用されてもよいし、２
種類以上併用されてもよい。

【００３３】本発明の釣り竿は、上記管状体からなるも
のである。

【００３４】（作用）本発明の管状体は、２３℃におけ
る粘度が１〜１０００ｃｐｓの硬化性樹脂材料を硬化さ
せてなるから、成形時に余分な硬化性樹脂材料を容易に
追い出すことができ、管状体中の繊維の高密度化を達成
することができるので、軽量な管状体とすることができ
る。さらに、密度が１．１ｇ／ｃｍ³以下、曲げ強度が
８０ＭＰａ以上である樹脂材料と、強化繊維とからなる
から、これまでは困難であった軽量化と高強度化という
相反する特性を両立した管状体とすることができる。

【００３５】また、上記樹脂材料としてジシクロペンタ
ジエン系樹脂を用いると、ジシクロペンタジエン系樹脂
のモノマーは特に低粘度であり、さらにその硬化体は、
低密度且つ高強度であるため、釣り竿等、長時間屋外で
使用する用途には特に好ましい。

【００３６】さらに、本発明において、上記樹脂材料の
体積分率が１０〜４０％であると、さらに管状体の軽量
化と高強度化を図ることができる。

【００３７】本発明の釣り竿は、上記管状体からなるも
のであるから、軽量で高強度なものとなる。

【００３８】

【実施例】以下、本発明を、実施例に基づき詳しく説明
する。

【００３９】（実施例１、２、比較例１〜３）表１に示
した所定量のジシクロペンタジエン、エチリデンノルボ
ルネン、不飽和ポリエステル樹脂１（日本ユピカ社製、
品番「５８３６」）、不飽和ポリエステル樹脂２（日本
ユピカ社製、品番「８８００Ｐ」）、不飽和ポリエステ
ル樹脂３（日本ユピカ社製、品番「Ｒ２３５」）、エポ
キシ樹脂（油化シェルエポキシ社製、商品名「エピコー
ト８２８」）と、所定量の溶剤に溶解したメタセシス重
合錯体（〔３，３−ジメチルブチニリデン〕ビス〔トリ
シクロヘキシルホスフィン〕ルテニウムジクロリド）、
メチルエチルケトンパーオキサイド、ナフテン酸コバル
ト（コバルト含量６重量％）、トリエチレンテトラミン
を混合して硬化性樹脂材料を得、得られた硬化性樹脂材
料の粘度を、Ｂ型粘度計（東京計器社製）を用いて２３
℃で測定し、結果を表１に纏めて示した。

【００４０】得られた硬化性樹脂材料を、厚さ４ｍｍの
スペーサーを介して２枚のガラス板を向かい合わせて作
成した成形型に流し込み、表１に示した所定温度で所定
時間硬化させて厚さ４ｍｍの樹脂硬化体を得、以下の評
価に供した。

【００４１】

【表１】

【００４２】樹脂硬化体の評価密度得られた樹脂硬化体を１０ｍｍ角に切断し、重量と寸法
を測定して密度を算出した。

【００４３】曲げ強度得られた樹脂硬化体を８０×１０ｍｍに切断し、ＪＩＳ
Ｋ７０５５に準拠してスパン間距離６０ｍｍで３点曲
げ試験を行い、曲げ強度を測定した。以上の結果を表２
に纏めて示した。

【００４４】

【表２】

【００４５】釣り竿の作製炭素繊維シート〔東レ社製、商品名「トレカクロスＣＯ
６１５１Ｂ」、目付量９２（ｇ／ｍ²)〕１、２を図１に
示した寸法に切断し、得られた炭素繊維シート１、２上
に上記硬化性樹脂材料を流し込み、ローラーを用いてよ
く含浸させた。次いで、２本の金属ロール（幅３００ｍ
ｍ，ロールクリアランス約０．２ｍｍ）の隙間に、硬化
性樹脂材料を含浸させた炭素繊維シート１、２を１枚ず
つ通過させ、過剰な樹脂を追い出した。

【００４６】さらに、元径１０ｍｍ、先端径１ｍｍ、全
長１８００ｍｍのマンドレルの芯金に、上記硬化性樹脂
材料を含浸させた炭素繊維シート１を２枚重ねのまま巻
き付け、その上から炭素繊維シート２を２枚重ねのまま
巻き付けた。

【００４７】そして、外周を幅１０ｍｍのテフロン（登
録商標）テープで巻き締め、テープに９８Ｎの引張荷重
をかけ、過剰な樹脂を追い出した。さらに、上記樹脂硬
化体を得たときと同様の条件で樹脂を硬化させ、マンド
レルの芯金を脱型させ、テープを剥いで表面を４００番
のサンドペーパーで研磨して釣り竿を得た。得られた釣
り竿を以下の評価に供した。

【００４８】釣り竿の評価樹脂含有率得られた釣り竿の中央付近から長さ約２００ｍｍに切り
出し、重量を測定しＷ ₁とした。次に４５０℃のオーブ
ンで６０分加熱して樹脂成分を焼却し、繊維のみの状態
とし、重量を測定してＷ₂とし、下記式に基づいて、樹
脂含有率を算出した。樹脂含有率（％）＝（１−Ｗ₂/Ｗ₁)×１００

【００４９】釣り竿の重量得られた釣り竿の１本当たりの重量を測定した。

【００５０】釣り竿の曲げ破壊荷重得られた釣り竿を根本から２００ｍｍの長さに切り出
し、ＪＩＳＫ７０５５に準拠してスパン間距離８０ｍ
ｍで３点曲げ試験を行い、曲げ破壊荷重を測定した。以
上の結果を表３に纏めて示した。

【００５１】

【表３】

【００５２】

【発明の効果】本発明の管状体は上述の如き構成となさ
れているので、軽量かつ高強度なものとなる。得られた
管状体は、釣り竿、ゴルフクラブ、スキーストック、ラ
ケット等に好適に使用される。

【００５３】本発明の釣り竿は、上記管状体からなるも
のであるから、軽量で高強度なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例及び比較例で使用した炭素繊維
シートの形状を示す平面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｌ 31:52 Ａ０１Ｋ 87/00 ６３０Ｃ６３０ＡＦターム(参考） 2B019 AB01 AB22 4F205 AA12 AA36 AD16 AG08 AH02 HA02 HA23 HA33 HA45 HB01 HL02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２３℃における粘度が１〜１０００ｃｐｓ
の硬化性樹脂材料を硬化させてなり、密度が１．１ｇ／
ｃｍ³以下、曲げ強度が８０ＭＰａ以上である樹脂材料
と、強化繊維とからなることを特徴とする管状体。
【請求項２】樹脂材料が、ジシクロペンタジエン系樹脂
であることを特徴とする請求項１記載の管状体。
【請求項３】樹脂材料の体積分率が１０〜４０％である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の管状体。
【請求項４】請求項１〜３いずれかに記載の管状体から
なることを特徴とする釣り竿。