JP2011155888A

JP2011155888A - 管状体

Info

Publication number: JP2011155888A
Application number: JP2010019430A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Saito; 篤斎藤
Original assignee: Globeride Inc
Current assignee: Globeride Inc
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2011-08-18

Abstract

【課題】層内や層間に剥離を生じ難く、強度を長く維持できる管状体を提供すること。
【解決手段】管状体１０は、強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレグを巻回して形成した複数の層１２，１４（２２，２４），１６を有する。そして、前記層１２，１４（２２，２４），１６のうち、他の層よりも樹脂比率が高い領域３４を形成し、前記樹脂比率が高い領域は、前記管状体の周方向に延びている。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば釣竿や玉網の柄等の釣り用品、ゴルフクラブシャフト等のゴルフ用品、テニスやバトミントン等のラケット、スキーストック等のスキー用品等に使用される繊維強化樹脂で形成された管状体に関する。

例えば特許文献１に開示されているように、従来から、強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレグを巻回して形成した複数の層を有する管状体が知られている。

特開２００５−２２５１９６号公報

管状体は、層内や層間で剥離が生じることがあるが、剥離は管状体の強度に大きな影響を及ぼす。このため、層内や層間の剥離を防止することは管状体の強度を維持する上で重要な問題である。
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、層内や層間に剥離を生じ難く、強度を長く維持できる管状体を提供することを目的とする。

この発明に係る、強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレグを巻回して形成した複数の層を有する管状体は、前記複数の層のうちいずれかの層内に他の層よりも樹脂比率が高い領域を形成し、前記樹脂比率が高い領域は、前記管状体の周方向に延びていることを特徴とする。
また、前記他の層よりも樹脂比率が高い領域の樹脂量は、層間の樹脂量よりも少ないことが好適である。
また、前記他の層よりも樹脂比率が高い領域は、軸長方向の繊維層に形成されていることが好適である。

この発明によれば、他の層よりも樹脂比率が高い領域を管状体の周方向に延びるように形成することによって、層内や層間に剥離を生じ難く、強度を長く維持できる管状体を提供することができる。
また、前記他の層よりも樹脂比率が高い領域の樹脂量を層間の樹脂量よりも少なくしたので、樹脂量が多い部分の樹脂を樹脂比率が高い領域に分散配置することができる。
また、前記他の層よりも樹脂比率が高い領域を軸長方向の繊維層に形成することによって、管状体に対する曲げ剛性を向上させることができる。

第１実施の形態に係る管状体の概略的な横断面図。第１実施の形態に係る管状体のうち、図１中の符号αで示す部分を拡大した状態を示す概略的な横断面図。第２実施の形態に係る管状体の概略的な横断面図。第２実施の形態に係る管状体のうち、図３中の符号βで示す部分を拡大した状態を示す概略的な横断面図。

以下、図面を参照しながらこの発明を実施するための形態について説明する。
第１実施の形態について、図１および図２を用いて説明する。

図１および図２に示す管状体１０は複数の層１２，１４（２２，２４），１６を有する。これら各層１２，１４（２２，２４），１６は、それぞれ一方向に引き揃えた強化繊維を有するプリプレグにて形成されている。
ここで、管状体１０の形成方法を簡単に説明する。強化繊維に合成樹脂を含浸した複数のプリプレグシートを芯金（図示せず）に後述する積層順に巻回する。芯金に巻回したプリプレグの外側に緊締テープを巻回して、プリプレグに圧力を加えた状態で加熱焼成する。その後、芯金を引き抜き、緊締テープを除去することで管状体１０が形成される。

管状体１０の強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、アラミド繊維等が用いられ、マトリクス材料はエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル等の合成樹脂が用いられる。
なお、この管状体１０は、例えば釣竿や玉網の柄等の釣り用品、ゴルフクラブシャフト等のゴルフ用品、テニスやバトミントン等のラケット、スキーストック等のスキー用品等に用いられる。管状体１０はその一端から他端まで略同じ直径を有しても良いし、例えばテーパ状等、その一端と他端との外径が異なるように形成されていても良い。

図１および図２には、形成した管状体１０の横断面（管状体１０の軸長方向に直交する面で切断した断面）を示す。図２に示すように、この管状体１０は、周方向に強化繊維が配された最内層１２と、軸長方向に強化繊維が配された中間層１４と、周方向に強化繊維が配された最外層１６とを有する。すなわち、軸長方向に繊維が配された中間層１４が、周方向繊維が配された最外層１２および最内層１６の間に介在している。
中間層１４は内側層２２および外側層２４の２層で形成されている。このため、管状体１０の軸長方向の曲げ剛性を向上させている。

なお、管状体１０を釣竿として用いる場合、各層１２，１４，１６の強化繊維の径は例えば３μｍから２０μｍであり、各層１２，１６，２２，２４の厚さは例えば１０μｍから５０μｍ程度であり、釣竿によって層の数を増減させることがあり、管状体１０の全体厚さは例えば１００μｍから５００μｍ程度である。

また、各層１２，１４（２２，２４），１６の樹脂含有率は例えば１０ｗｔ％から４０ｗｔ％に形成されるが、例えば２０ｗｔ％から３０ｗｔ％にすると、強度と軽量化のバランスが取れて安定した管状体１０とすることができる。

中間層１４の内側層２２および外側層２４の互いの層間には、両者が異なる層であるため、各層２２，２４内よりも合成樹脂が多く配された樹脂だまり部（樹脂だまり層）３２が形成されている。このような樹脂だまり部３２が形成され両層２２，２４の樹脂同士が層間を埋めて結合していることによって、内側層２２と外側層２４との間（互いの層間）の剥離を防止している。

さらに、図２に破線で示したように、中間層１４のうち外側層２４の層の厚み方向（径方向）の略中央部分には、合成樹脂比率が高い領域３４を形成している。すなわち、中間層１４のうち外側層２４の層内には層状になった合成樹脂比率が高い領域３４を形成している。
なお、合成樹脂比率が高い領域３４の合成樹脂比率は、内側層２２および外側層２４の層間に形成された樹脂だまり部３２の合成樹脂比率よりも小さく設定されている。

合成樹脂比率が高い領域３４は、上述した芯金に巻回したプリプレグに圧力を加えた状態で加熱焼成する際に形成される。また、合成樹脂比率が高い領域３４は、言い換えれば、外側層２４の層内の他の領域に比べて強化繊維の密度が粗の領域である。このため、合成樹脂比率が高い領域３４は、隣接する強化繊維間の間隙が他の部分に比べて大きく、隣接する強化繊維間の間隙に合成樹脂が充填されて配されている。したがって、外側層２４の層内に合成樹脂比率が高い領域３４を形成する際に、内側層２２および外側層２４の層間に形成される樹脂だまり部３２の合成樹脂を合成樹脂比率が高い領域３４に分散配置することができる。

ここで、この明細書において層内とは、隣り合う他の層との境界端部を除く、単一層の内側（中央側）を言うこととする。すなわち、この明細書において、外側層２４の層内とは、内側層２２および外側層２４の層間の樹脂だまり部（樹脂だまり層）３２を含まない意である。

そして、合成樹脂比率が高い領域３４は、管状体１０の周方向（外側層２４の強化繊維の繊維方向に対して直交する方向）に沿うようにして断続的（とぎれとぎれ）であるが帯状に形成され、径方向には層内の範囲で広がった領域を形成している。すなわち、合成樹脂比率が高い領域３４は、管状体１０の中心に対して略同一円周上に適宜の間隔をおいて分散した状態で形成されている。このため、合成樹脂比率が高い領域３４によって外側層２４の層内の径方向に直交する方向の剥離を防止することができる。また、合成樹脂比率が高い領域３４は軸長方向にも断続的（とぎれとぎれ）であるが延長して形成されている。このため、層内の径方向に直交する方向の軸長方向に沿う剥離を防止することができる。

この実施の形態によれば、管状体１０の中間層１４の２つの層２２，２４間に樹脂だまり部３２を形成することができる。このため、内側層２２と外側層２４との間の層２２，２４間の結合力を増し、層２２，２４間の剥離を防止することができる。
また、中間層１４の２つの層２２，２４のプリプレグの樹脂含有率の相違により、中間層１４の外側層２４に合成樹脂比率が高い領域（合成樹脂量の多い部分）３４を形成することができる。そして、この領域３４によって外側層２４の層内の剥離を防止することができるので、外側層２４の層の強度を安定させることができる。また、合成樹脂比率が高い領域３４を形成することによって、内側層２２および外側層２４の層間の樹脂だまり部３２に応力が集中することを防止でき、この部分の合成樹脂が応力集中により白化して剥離することを防止できる。

なお、この実施の形態に係る管状体１０のように、合成樹脂比率が高い領域３４を軸長方向の強化繊維による中間層１４に設けることが、周方向に長手方向を有する強化繊維による最内層１２および最外層１６に挟まれて配されていることからも好ましい。

次に、第２実施の形態について図３および図４を用いて説明する。この実施の形態は第１実施の形態の変形例である。
この実施の形態に係る管状体１０は、図３および図４に示すように、第１実施の形態で説明した管状体１０と同様に、複数の層１２，１４（２２，２４），１６を有する。すなわち、管状体１０は、最内層１２と中間層１４と最外層１６とを有し、中間層１４は内側層２２および外側層２４の２層で形成されている。

管状体１０を釣竿として用いる場合、各層１２，１４，１６の強化繊維の径は例えば３μｍから２０μｍであり、各層１２，１６，２２，２４の厚さは例えば１０μｍから５０μｍ程度であり、管状体１０の全体厚さは例えば１００μｍから５００μｍ程度である。
また、各層１２，１４（２２，２４），１６の樹脂含有率は例えば１０ｗｔ％から４０ｗｔ％に形成されるが、例えば２０ｗｔ％から３０ｗｔ％にすると、強度と軽量化のバランスが取れて安定した管状体１０とすることができる。

この実施の形態の管状体１０は、図４に示すように、中間層１４のうち外側層２４の層内に合成樹脂比率が高い領域３４を形成するだけでなく、内側層２２の層内にも合成樹脂比率が高い領域３６を形成した例である。内側層２２の層内の合成樹脂比率が高い領域３６は、外側層２４の層内の合成樹脂比率が高い領域３４と同様に形成されているので、第１実施の形態で説明したのと同じ効果を得ることができる。

なお、第１および第２実施の形態では管状体１０を最内層１２、中間層１４（２２，２４）および最外層１６の４層で形成しているので、管状体１０全体として薄肉であり、管状体１０を例えば魚釣りの釣竿として使用する場合に、魚のかかる感覚を認識し易くすることができる。
また、第１および第２実施の形態の最内層１２および最外層１６は管状体１０の周方向に強化繊維の繊維方向を配するものとして説明したが、例えば斜向方向にしたり、縦・横方向の繊維の織布を用いるなど、管状体１０の軸長方向以外の方向にしても良い。また、中間層１４は管状体１０の軸長方向に強化繊維の繊維方向を配するものとして説明したが、合成樹脂比率が高い領域３４，３６を形成する場合、軸長方向に繊維方向がある場合に限られない。さらに、中間層１４は２層として説明したが、３層など、さらに多層であっても層内に合成樹脂比率が高い領域を形成することができる。
また、第１および第２実施の形態で説明した管状体１０を釣竿に用いる場合は釣竿の元竿をこの管状体１０で形成する。

これまで、いくつかの実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明したが、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。

１０…管状体、１２…最内層、１４…中間層、１６…最外層、２２…内側層、２４…外側層、３２…樹脂だまり部、３４，３６…樹脂比率が高い領域。

Claims

強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレグを巻回して形成した複数の層を有する管状体であって、
前記複数の層のうちいずれかの層内に他の層よりも樹脂比率が高い領域を形成し、
前記樹脂比率が高い領域は、前記管状体の周方向に延びていることを特徴とする管状体。
前記他の層よりも樹脂比率が高い領域の樹脂量は、層間の樹脂量よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の管状体。
前記他の層よりも樹脂比率が高い領域は、軸長方向の繊維層に形成されていることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の管状体。