JP2007097427A - 管状体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】軽量で、装飾性に優れ、艶消し外観を有する管状体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】この管状体は、強化繊維１４及び強化繊維１４に合成樹脂を含浸させた繊維強化樹脂層２４を有する繊維強化プリプレグ１６を巻回することにより形成されている管状の本体１２と、本体１２の最外層を形成する繊維強化プリプレグ１６の繊維強化樹脂層２４の外表部に埋め込まれている装飾粒子２２と、を有する。繊維強化樹脂層２４の外表面には、多数の微細凹部３０が形成されており、装飾粒子２２は、微細凹部３０よりも径方向内側かつ強化繊維１４よりも径方向外側に配置されている。
【選択図】図６
【解決手段】この管状体は、強化繊維１４及び強化繊維１４に合成樹脂を含浸させた繊維強化樹脂層２４を有する繊維強化プリプレグ１６を巻回することにより形成されている管状の本体１２と、本体１２の最外層を形成する繊維強化プリプレグ１６の繊維強化樹脂層２４の外表部に埋め込まれている装飾粒子２２と、を有する。繊維強化樹脂層２４の外表面には、多数の微細凹部３０が形成されており、装飾粒子２２は、微細凹部３０よりも径方向内側かつ強化繊維１４よりも径方向外側に配置されている。
【選択図】図６
Description
本発明は、釣竿、ゴルフクラブシャフト、テニスラケット等に用いられる管状体、及び、その製造方法に関する。
従来、強化繊維に合成樹脂を含浸した繊維強化プリプレグを焼成して管状の本体を形成し、この本体の外表面に液体ホーニング加工を施して、強化繊維をほとんど露出させない極薄の樹脂被膜を形成すると共に、樹脂被膜の外表面を微細な粗面状態、即ち艶消し状態に形成した管状体が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、竿材の外表面にウレタン系樹脂層を積層し、このウレタン系樹脂層の外表面に突起部を形成し、さらに、ウレタン系樹脂層及び突起部に、超微粒子プラスチック顔料を含むウレタン樹脂塗料を塗布してウレタン樹脂被膜を形成した釣竿のグリップ部が知られている。このグリップ部では、大きな艶消し効果と、均一な艶消し状態とが得られるとされている（例えば、特許文献２参照）。
特開平８−２３８６８４号公報
特許第３４６２５７２号公報
上述した液体ホーニング加工で着色艶消し状態を実現しようとすると、焼成した本体を塗装した後に液体ホーニング加工を施すこととなり、塗装により管状体の重量が増大してしまう。
また、上述したグリップ部でも、ウレタン樹脂塗料が塗布されており、重量が増大している。
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、軽量で、装飾性に優れ、艶消し外観を有する管状体及びその製造方法を提供することである。
本発明の一実施態様の管状体は、強化繊維及び前記強化繊維に合成樹脂を含浸させた繊維強化樹脂層を有する繊維強化プリプレグを巻回することにより形成されている管状の本体と、前記本体の最外層を形成する前記繊維強化プリプレグの前記繊維強化樹脂層の外表部に埋め込まれている装飾粒子と、を具備し、前記繊維強化樹脂層の外表面には、多数の微細凹部が形成されており、前記装飾粒子は、前記微細凹部よりも径方向内側かつ前記強化繊維よりも径方向外側に配置されている、ことを特徴とする。
本発明の別の一実施態様の管状体は、強化繊維及び前記強化繊維に合成樹脂を含浸させた繊維強化樹脂層を有する繊維強化プリプレグを巻回することにより形成されている管状の本体と、前記本体の最外層を形成する前記繊維強化プリプレグの前記繊維強化樹脂層の外表部に埋め込まれている装飾粒子と、を具備し、前記装飾粒子は、前記強化繊維よりも外側に配置され、その一部が前記繊維強化樹脂層の外表面で露出しており、前記装飾粒子の外表面には、多数の微細凹部が形成されている、ことを特徴とする。
本発明のさらに別の一実施態様の管状体の製造方法は、強化繊維に合成樹脂を含浸した繊維強化プリプレグを芯部材に巻回して管状の本体を形成する工程と、前記繊維強化プリプレグの繊維強化樹脂層の外表面に前記装飾粒子を埋め込む工程と、被覆部材の、多数の微細凸部が形成されている面部を前記本体の外表面に配置し、前記被覆部材によって前記本体の外表面を被覆して締め付けつつ前記本体を焼成する工程と、前記本体から前記芯部材及び前記被覆部材を除去する工程と、を具備することを特徴とする。
本発明のさらに別の一実施態様の管状体の製造方法は、強化繊維に合成樹脂を含浸した繊維強化プリプレグを芯部材に巻回して管状の本体を形成する工程と、装飾粒子を溶剤に混入し、当該溶剤を前記本体の外表面に吹き付け、当該溶剤を揮発させて、前記繊維強化プリプレグの繊維強化樹脂層の外表面に前記装飾粒子を付着させる工程と、被覆部材の、多数の微細凸部が形成されている面部を前記本体の外表面に配置し、前記被覆部材によって前記本体の外表面を被覆して締め付けつつ前記本体を焼成する工程と、前記本体から前記芯部材及び前記被覆部材を除去する工程と、を具備することを特徴とする。
本発明の管状体では、本体の最外層を形成する繊維強化プリプレグの繊維強化樹脂層の外表部に装飾粒子が埋め込まれているため、管状体が軽量化され、その装飾性が優れたものとなっており、繊維強化樹脂層あるいは装飾粒子の外表面に多数の微細凹部が形成されているため、艶消し外観が実現されている。
また、本発明の管状体の製造方法では、軽量で、装飾性に優れ、艶消し外観を有する管状体を製造することが可能となっている。
以下、本発明の第１実施形態を図１乃至図６を参照して説明する。図１及び図２に示されるように、本実施形態の管状体は、釣竿竿管用であり、中空薄肉構造の本体１２を有する。この本体１２は、強化繊維１４に合成樹脂を含浸した繊維強化プリプレグ１６（以下、単にプリプレグ１６と称する）を芯部材としての芯金１１（図４参照）に巻回することにより形成されている。強化繊維１４としては、例えば、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維が用いられ、合成樹脂としては、透明あるいは半透明のものが用いられ、好ましくは、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられ、ポリアミド等の熱可塑性樹脂を混在させてもよい。なお、本体１２は中実構造であってもよい。
本体１２は、内層１７、中間層１８、外層２０の三層構造となっている。なお、本体１２は、三層構造に限らず、適宜数の積層構造であってもよい。本実施形態では、内層１７及び外層２０では、プリプレグ１６の繊維方向が本体１２の周方向に引き揃えられており、中間層１８では、プリプレグ１６の繊維方向が本体１２の長手軸方向に引き揃えられている。
図３を参照し、このような本体１２の外表面に、装飾粒子２２を混入した溶剤を吹き付け、当該溶剤を揮発させて、本体の最外層を形成するプリプレグ１６の繊維強化樹脂層２４の外表面に装飾粒子２２を付着させる。装飾粒子２２を付着した後、外圧を付与して繊維強化樹脂層２４の外表部の樹脂部分２５に装飾粒子２２を埋め込む。例えば、本体１２の外表面を弗素材料製マットに回転させながら押付けることにより、装飾粒子２２を埋め込むことが可能であり、装飾粒子２２が重なっている場合には、弗素材料製マットにより余分な装飾粒子２２を除去することができる。また、例えば、本体１２の外表面にテープを巻回することにより、装飾粒子２２を埋め込むことが可能であり、テープを剥がす際に余分な装飾粒子２２を除去することができる。
図３及び図４を参照し、装飾粒子２２を埋め込んだ後、緊締用テープ２６を本体１２の外周部に巻回し、緊締用テープ２６の締付力により本体１２を芯金１１上で加圧する。緊締用テープ２６は、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、あるいは、これらの樹脂を組み合わせて、一層構造、二層構造、あるいは、サンドイッチ構造に形成されており、その厚さは例えば１０μｍ〜３５μｍ、幅は例えば５ｍｍ〜２０ｍｍに設定されている。本体１２の外周面の全体を所定圧力で均一に加圧するため、例えば１．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度のピッチで緊締用テープ２６を所定幅づつ重ねて螺旋状に巻回する。
図５Ａに示されるように、被覆部材としての緊締用テープ２６の内面部及び側面部には、無数の微細凸部２８が形成され、凹凸面をなしている。本実施形態では、微細凸部２８は緊締用テープ２６の長手方向に長い楕円不規則形状となっているが、楕円に限らず円形形状、三角形形状、多角形形状等であってもよいし、規則的な形状であってもかまわない。また、微細凸部２８は線形形状であってもよく、微細凸部２８によって囲まれる内側領域及びその外側領域が凹形状となる。そして、微細凸部２８の高さは２μｍ〜３μｍ程度であり、微細凸部２８の幅は７μｍ以下であり、好ましくは３μｍ以下であり、隣接する微細凸部２８間の間隔は１０μｍ以下が好ましい。
また、図５Ｂに示されるように、緊締用テープ２６の内面部及び側面部に、多数の点状の微細凸部２８を散在させるようにしてもよい。これら微細凸部２８の高さ、幅は、図４Ａの微細凸部２８の高さ、幅と同程度であってもよく、また、さらに大きくあるいは小さく形成してもよい。
さらに、図５Ｃに示されるように、緊締用テープ２６に無数の微細な孔３１を形成するようにしてもよい。この場合、緊締用テープ２６の本体部が微細凸部２８としての機能を有する。本実施形態では、孔３１は円形形状となっているが、楕円形形状、三角形形状、多角形形状等であってもよいし、これらの孔３１を組み合わせてもかまわない。
図３及び図４を参照し、緊締用テープ２６を本体１２の外周部に巻回した後、本体１２を所定温度で所定時間にわたって熱処理して焼成硬化を行い、焼成後、本体１２から芯金１１、緊締用テープ２６を除去する。この結果、本体１２の外周部には、緊締用テープ２６の平坦な内面によるなだらかな傾斜状面３２と、緊締用テープ２６の側縁部による段部３４とが形成される。なお、段部３４の高さは、緊締用テープ２６の厚さとほぼ等しく、例えば１０μｍ〜３５μｍである。
図５Ａ乃至図５Ｃ、図６を参照し、繊維強化樹脂層２４の外表部の樹脂部分２５の平均厚さは、プリプレグ１６の最外側に並列されている強化繊維１４の平均径よりも小さくなっており、４μｍ〜６μｍの範囲の厚さとなっている。ここで、樹脂部分２５の平均厚さとは、焼成硬化後の本体１２において、最も外表面側に位置する強化繊維１４と繊維強化樹脂層２４の外表面との間の距離の平均値のことをいう。
繊維強化樹脂層２４の外表面には、緊締用テープ２６の微細凸部２８によって多数の微細凹部３０が形成されている。即ち、高さ２μｍ〜３μｍ程度、幅７μｍ以下、好ましくは３μｍ以下の楕円不規則形状の微細凸部２８に対応して、深さ２μｍ〜３μｍ程度、幅７μｍ以下、好ましくは３μｍ以下の楕円不規則形状の微細凹部３０が形成されている。また、図４Ｂに示される散在した点状の微細凸部２８に対応して、上述した楕円不規則形状の微細凹部３０と同程度、さらに大きい、あるいは、小さい散在した点状の微細凹部３０が形成される。
装飾粒子２２は、繊維強化樹脂層２４の外表部において、微細凹部３０よりも径方向内側かつ強化繊維１４よりも径方向外側に配置されている。装飾粒子２２の平均厚さは、０．０５μｍ以上であり、また、樹脂部分２５の平均厚みよりも薄く、樹脂部分２５への埋め込みを考慮すれば、５μｍ以下、好ましくは３μｍ以下、完全な埋め込みを容易に実現するためには、１μｍ以下が好ましい。ここで、装飾粒子２２の平均厚さは、装飾粒子２２の差渡し寸法の大きい方向に沿う両端部及び中央部の夫々の厚さの平均値である。
装飾粒子２２の差渡し寸法である装飾粒子２２の幅は、例えば３μｍ〜２００μｍに設定される。また、装飾粒子２２の幅は、装飾粒子２２がプリプレグ１６の最外側に並列されている強化繊維１４間に入り込まないように、複数の強化繊維１４を跨ぐことが可能な寸法に設定されることが好ましい。特に、強化繊維１４の平均径の４倍以上の幅を有する装飾粒子２２を用いることが好ましい。即ち、強化繊維１４の径は通常５μｍ〜７μｍであるので、装飾粒子２２の幅は２０μｍ以上であることが好ましい。また、装飾粒子２２が大きすぎる場合には装飾粒子２２が密着しにくくなるので、装飾粒子２２の幅は６０μｍ以下であることが好ましい。このように、装飾粒子２２の幅は、２０μｍ〜６０μｍに設定されることが特に好ましい。
装飾粒子２２は、光輝性、きらめき性を有することが適切であり、例えば、金属材料、ガラス材料、セラミック材料、合成樹脂材料によって形成される。また、装飾粒子２２は透明性を有することが適切であり、装飾粒子２２として、例えば、透明金属薄膜チップ、ガラスフレーク多層構造の薄膜状樹脂チップ、ホログラムチップが用いられる。さらに、装飾粒子２２は、光輝性と透明性との両方を有することが好ましい。その他、装飾粒子２２として、管状体のきらびやかさを強調するように、干渉光を発する光輝性の粒子を用いてもよく、樹脂に金属を蒸着したものを用いてもよい。また、装飾粒子２２として、薄片状の金属製あるいは雲母等の天然鉱物製の基体に、樹脂、フッ化マグネシウム、酸化チタン、酸化クロム、セラミックスの被覆層を被覆したものを用いてもよい。なお、装飾粒子２２の形状はどのようなものであってもよく、丸みのある装飾粒子２２よりも箔状の装飾粒子２２のほうが隠蔽効果が大きい。
従って、本実施形態の管状体は次の効果を奏する。本実施形態の管状体では、本体１２の最外層を形成する繊維強化プリプレグ１６の繊維強化樹脂層２４の外表部に装飾粒子２２が埋め込まれているため、管状体が軽量化され、管状体の装飾性が優れたものとなっており、繊維強化樹脂層２４の外表面に多数の微細凹部３０が形成されているため、艶消し外観が実現されている。加えて、繊維強化樹脂層２４の外表部において、装飾粒子２２が微細凹部３０よりも径方向内側かつ強化繊維１４よりも径方向外側に配置されて樹脂被膜によって保護されているため、装飾粒子２２が脱落しにくく、また、管状体が耐候性に優れたものとなっている。
また、本実施形態の管状体の製造方法は次の効果を奏する。本実施形態の管状体の製造方法では、緊締用テープ２６の、多数の微細凸部２８が形成されている面部を本体１２の外表面に配置し、緊締用テープ２６によって本体１２の外表面を被覆して締め付けつつ本体１２を焼成し、多数の微細凸部２８によって繊維強化樹脂層２４の外表面に微細凹部３０を形成している。このため、緊締用テープ２６の微細凸部２８の大きさ、形状、配置、密度等を変化させることにより、様々なバリエーションの艶消し外観を実現することができる。
さらに、微細凸部２８が形成されている緊締用テープ２６を本体１２の外表面に締め付けているため、緊締用テープ２６と繊維強化樹脂層２４の外表部との密着性がよく、テープスリップが発生しにくいため、装飾粒子２２がずれて装飾ムラが発生するのが防止されると共に、緊締用テープ２６の側縁部による段部３４にも装飾粒子２２が乗りやすい。従って、安定した装飾外観を得ることが可能である。
加えて、本体１２を焼成硬化して緊締用テープ２６を除去した段階で、本体１２の外表面に艶消し外観が形成されている。即ち、無塗装、無研磨によって艶消し外観が実現されており、製造工程が簡単化されていると共に、塗装により管状体の重量が増大することがなく、また、研磨によって装飾粒子２２が脱落して粒子班が発生するのが防止されている。
図７は、本発明の第２実施形態を示す。第１実施形態と同様な機能を有する構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。本実施形態では、繊維強化樹脂層２４の外表面に装飾粒子２２を付着した後、樹脂部分２５に装飾粒子２２を埋め込むことなく、そのまま第１実施形態と同様に緊締用テープ２６（図４参照）を本体１２の外周部に巻回して、本体１２を焼成硬化する。
装飾粒子２２は、その一部分が繊維強化樹脂層２４の外表面において外部に露出しており、装飾粒子２２の外表面及び繊維強化樹脂層２４の外表面に多数の微細凹部３０が形成されている。また、装飾粒子２２は、本体１２の外表面において、本体１２の外表面の面積の１５％〜７５％の面積を占めるように配置されている。
従って、本実施形態の管状体は次の効果を奏する。本実施形態の管状体では、第１実施形態と同様に、管状体が軽量化され、管状体の装飾性が優れたものとなっているのに加えて、装飾粒子２２が繊維強化樹脂層２４の外表面で露出し、装飾粒子２２の外表面に多数の微細凹部３０が形成されているため、くすんだ艶消し外観でなく、装飾粒子２２本来の色彩、光輝感、きらびやかさを生かした明瞭な艶消し外観が実現されている。
さらに、装飾粒子２２は、本体１２の外表面の面積の１５％〜７５％の面積を占めるように配置されており、装飾粒子２２の占める面積が大きすぎずまた小さすぎず、装飾粒子２２による装飾効果が高められている。
また、本実施形態の管状体の製造方法でも、第１実施形態と同様に、緊締用テープ２６の微細凸部２８の大きさ、形状、配置、密度等を変化させることにより、様々なバリエーションの艶消し外観を実現することができる。
なお、上述した第１及び第２実施形態において、緊締用テープ２６に代わって、内周面に微細凸部２８が形成されている弾性チューブを用いてもよい。即ち、繊維強化樹脂層２４の外表面に装飾粒子２２を付着した後、装飾粒子２２を埋め込みあるいは埋め込まず、本体１２の外周部に被覆部材としての弾性チューブを被覆し、外圧を付与しつつ本体の焼成硬化を行う。弾性チューブを用いる場合の諸寸法は、緊締用テープ２６を用いる場合に準ずる。また、弾性チューブは、例えば、エチレンプロピレン、シリコーンゴム、弗素樹脂によって形成されている。
本発明は、軽量で装飾性に優れた艶消し外観を有する、釣竿、ゴルフクラブシャフト、テニスラケット等に用いられる管状体及びその製造方法を提供する。
１２…本体、１４…強化繊維、１６…繊維強化プリプレグ、２２…装飾粒子、２４…繊維強化樹脂層、２６…被覆部材、２８…微細凸部、３０…微細凹部。
Claims (6)
- 強化繊維及び前記強化繊維に合成樹脂を含浸させた繊維強化樹脂層を有する繊維強化プリプレグを巻回することにより形成されている管状の本体と、
前記本体の最外層を形成する前記繊維強化プリプレグの前記繊維強化樹脂層の外表部に埋め込まれている装飾粒子と、を具備し、
前記繊維強化樹脂層の外表面には、多数の微細凹部が形成されており、
前記装飾粒子は、前記微細凹部よりも径方向内側かつ前記強化繊維よりも径方向外側に配置されている、
ことを特徴とする管状体。 - 強化繊維及び前記強化繊維に合成樹脂を含浸させた繊維強化樹脂層を有する繊維強化プリプレグを巻回することにより形成されている管状の本体と、
前記本体の最外層を形成する前記繊維強化プリプレグの前記繊維強化樹脂層の外表部に埋め込まれている装飾粒子と、を具備し、
前記装飾粒子は、前記強化繊維よりも外側に配置され、前記繊維強化樹脂層の外表面でその一部が露出しており、
前記装飾粒子の外表面には、多数の微細凹部が形成されている、
ことを特徴とする管状体。 - 釣竿竿管用の請求項１又は２に記載の管状体。
- 強化繊維に合成樹脂を含浸した繊維強化プリプレグを芯部材に巻回して管状の本体を形成する工程と、
前記繊維強化プリプレグの繊維強化樹脂層の外表面に前記装飾粒子を埋め込む工程と、
被覆部材の、多数の微細凸部が形成されている面部を前記本体の外表面に配置し、前記被覆部材によって前記本体の外表面を被覆して締め付けつつ前記本体を焼成する工程と、
前記本体から前記芯部材及び前記被覆部材を除去する工程と、
を具備することを特徴とする管状体の製造方法。 - 強化繊維に合成樹脂を含浸した繊維強化プリプレグを芯部材に巻回して管状の本体を形成する工程と、
装飾粒子を溶剤に混入し、当該溶剤を前記本体の外表面に吹き付け、当該溶剤を揮発させて、前記繊維強化プリプレグの繊維強化樹脂層の外表面に前記装飾粒子を付着させる工程と、
被覆部材の、多数の微細凸部が形成されている面部を前記本体の外表面に配置し、前記被覆部材によって前記本体の外表面を被覆して締め付けつつ前記本体を焼成する工程と、
前記本体から前記芯部材及び前記被覆部材を除去する工程と、
を具備することを特徴とする管状体の製造方法。 - 釣竿竿管用管状体を製造する請求項４又は５に記載の管状体の製造方法。
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