JP3470784B2 - 管状体 - Google Patents

管状体

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JP3470784B2
JP3470784B2 JP06942696A JP6942696A JP3470784B2 JP 3470784 B2 JP3470784 B2 JP 3470784B2 JP 06942696 A JP06942696 A JP 06942696A JP 6942696 A JP6942696 A JP 6942696A JP 3470784 B2 JP3470784 B2 JP 3470784B2
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友義 鶴藤
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ダイワ精工株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、強化繊維に樹脂を
含浸させたプリプレグを巻装し、加圧加熱処理して形成
する管状体に関する。従って、釣竿の竿管、ゴルフクラ
ブのシャフト、スキーのストック、テニスやバトミント
ンのラケット、自転車のフレーム等の釣りやスポーツ用
品に利用可能である。
【0002】
【従来の技術】釣竿は長時間保持するため、また、その
操作性向上の観点から軽量化が要求され、更に魚による
強い引き等による大きな曲げ力を受けるために強度の向
上をも求められる。また、ゴルフクラブも軽く、かつ、
高強度な性質が求められる。このように釣竿やゴルフク
ラブのシャフト等スポーツ用品は、軽量かつ高強度とい
う相反する性能の両立を要求される。このため従来か
ら、炭素繊維等の高強度であって軽量な繊維を使用し、
これにエポキシ樹脂等の合成樹脂を含浸させた繊維強化
プリプレグを形成し、このプリプレグを巻装し、加圧加
熱処理して軽量かつ高強度な管状体を形成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この場合、プリプレグ
における樹脂の重量百分率は一般に35〜40%である
ことが特公平2−44492号公報に開示されている。
最近は、この樹脂比率を更に小さくして更に軽量化を図
ることが行われており、繊維強化プリプレグを巻回して
形成した本体層は樹脂比率が小さくなるが、その外側に
塗布する塗装等の被膜は、美観や内部の保護機能を求め
て厚く形され、管状体の壁厚全体の平均樹脂比率は35
〜50重量%又はそれ以上になり、全体としては必ずし
も軽量ではなく、比強度(単位重量当りの強度)、比剛
性の小さな管状体となって本来の目的が達成されないで
いた。
【0004】依って本発明は、管状体全体としての軽量
化を図り、比強度、比剛性を向上させ、取り扱いの容易
な管状体の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑みて本発明
は請求項1では、主たる指向方向を略軸長方向にした強
化繊維で強化したマトリックス樹脂の平均比率を概ね1
0重量%以上25重量%未満の範囲内の値とした厚肉層
を有し、該厚肉層を含む本体層の外側表面を緊締テープ
を使用した場合の鋸歯状凹凸に形成し、その外側に前記
厚肉層に比較して極薄の被膜層を形成し、該被膜層は、
前記凹凸の凸部の角部の近くで計った膜厚が、該角部近
くの凸部の厚さよりも薄くて10ミクロン以下であると
共に、下地層と表皮層とを有し、表皮層は下地層よりも
硬質であり、該被膜層をも含む壁厚全体の平均の樹脂比
率が25重量%以下であることを特徴とする管状体を提
供する。この樹脂比率とは、強化繊維以外の重量比率を
意味し、表面の被膜層に樹脂以外を使用した場合、その
材料の重量も含む。また、請求項2では、主たる指向方
向を略軸長方向にした強化繊維で強化したマトリックス
樹脂の平均比率を概ね10重量%以上25重量%未満の
範囲内の値とした厚肉層を有し、該厚肉層を含む本体層
の外側表面を緊締テープを使用した場合の鋸歯状凹凸に
形成し、その外側に前記厚肉層に比較して極薄の被膜層
を形成し、該被膜層は、前記凹凸の凸部の角部の近くで
計った膜厚が、該角部近くの凸部の厚さよりも薄くて1
0ミクロン以下であると共に、下地層と表皮層とを有
し、表皮層は下地層よりも硬質であり、該被膜層をも含
む壁厚全体の平均の樹脂比率が、前記厚肉層を含む本体
層の平均樹脂比率に3重量%までの加算の範囲内である
ことを特徴とする管状体を提供する
【0006】請求項1では、被膜層に樹脂を使用して
も、この被膜層に比して相当に厚い層が、概ね10重量
%以上25重量%未満の樹脂比率であり、また、厚肉層
を含む本体層の外側表面を凹凸に形成し、その外側に前
記厚肉層に比較して極薄の被膜層を形成し、該被膜層
は、前記凹凸の凸部の角部の近くで計った膜厚が、該角
部近くの凸部の厚さよりも薄くて10ミクロン以下であ
り、その平均樹脂比率が25重量%以下と小さく軽量で
あり、比強度、比剛性の向上した管状体が形成できる
請求項2から4では、請求項1と同様な作用効果を奏す
る。また、請求項3では撥水性を呈する。請求項4では
薄膜形成によい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明を添付図面に示す実施
の形態例に基づき、更に詳細に説明する。図1は本発明
に係る管状体の例としての釣竿を示し、図2はその中竿
12の拡大図、図3は矢視線C−Cによる拡大横断面図
である。元竿10に中竿12が、中竿12に穂先竿14
が夫々振出式に継ぎ合わされている。中竿12の前後の
継合部12T,12T’を除いた領域の横断面図である
図3では、内層12Aと中間層12B,12Cと外層1
2Dとで竿管の本体層12Hを構成しており、その外側
表面に被膜層12Sが形成されている。
【0008】中竿12等の各竿管の本体層(継合部も含
む)は繊維強化合成樹脂で形成されており、マトリック
ス合成樹脂としてはエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、
フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂やその他熱可塑性樹脂
であり、強化繊維としては炭素繊維、ボロン繊維、アル
ミナ繊維、アラミド繊維等の無機繊維や有機繊維があ
る。
【0009】中間層12B,12Cは略軸長方向に指向
した強化繊維が主であり、内層12Aと外層12Dは略
円周方向に指向した強化繊維を主とする層であり、共に
中間層に比して薄肉である。中間層12B,12Cは、
炭素繊維に平均樹脂含浸率が略20〜10重量%範囲内
の値となるようにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ
を巻回して形成している。また、内層と外層は略30重
量%以上の平均樹脂含浸率のプリプレグを巻回して形成
している。好ましくは中間層に対して20重量%以上大
きな樹脂含浸率にすると共に、薄肉厚化(0.03mm
以下)して、後述の被膜層の樹脂を合わせても竿管の壁
厚全体における平均樹脂比率が30重量%未満となるよ
うに、好ましくは25重量%以下となるようにし、好ま
しくは、本体層の樹脂比率+3重量%以下となるように
する。
【0010】また、概ね10重量%以上であって25重
量%未満、好ましくは概ね10重量%以上であって略2
0重量%以下という平均樹脂含浸率の低い中間層12
B,12Cのプリプレグは、樹脂比率が小さいために樹
脂が厚さ方向に偏って形成されることがあり、本体層1
2Hを巻回形成する場合に、隣接した層同士において樹
脂比率の小さな側には、樹脂比率の大きな側を相対させ
るように巻回すると、樹脂比率の小さな側同士の対面が
防止され、層間密着が向上し、これによって厚肉であっ
て、樹脂比率の小さな層(好ましくは平均比率を概ね2
0重量%〜10重量%の範囲内の値とした層)を有し、
これにより比強度も比剛性も向上した竿管が形成可能と
なる。中間層は図5のように1層でもよく、また3層以
上であってもよい。更には、本体層12Hに外層12D
や内層12Aがなくてもよい。上記の如く、中間層12
B,12Cのプリプレグの樹脂が少ない方が好ましいの
は、軸長方向繊維の中間層の樹脂を少なくして周方向繊
維の外側層12A,12Dの樹脂を多くでき、芯金との
剥離を容易にしたり、表面の塗装を容易にしたりできて
製造が容易になるためである。
【0011】こうして巻回されて外側に緊締テープを巻
回したり、熱収縮チューブを被嵌させたり、外型で覆っ
たりして加熱成形する。緊締テープを使用した場合を図
4に示す。緊締テープを除去すれば、その表面は、なだ
らかな面YSと急傾斜面KSによって鋸歯状に凹凸成形
されている。この鋸歯状の凹凸が残る場合は、釣竿では
急傾斜面側が先方になるようすれば釣糸が引っ掛り難
く、また、巻き付いても容易に抜ける。この凹凸面を軽
く粗す程度に表面処理を行えば、その際になだらかな面
YSと急傾斜面KSとの交点の角部Mを丸めることがで
き、また、表面全体が粗面になる。従って、角の丸まり
で凹凸の段差が小さくなる他、この上に塗装を施せば密
着性が向上する。しかし表面処理を行うことなく直接に
1層又は2層に塗装等施してもよい。表面粗しでは、凹
凸の凸部を平面状になる程研磨や研削しないことが、強
化繊維を切断しないために好ましい。
【0012】この凹凸面の上にエポキシ樹脂やポリウレ
タン樹脂等の軟質の塗料を薄く塗布し、下地層12Eを
形成する。この下地層の密着をよくするためには、本体
層12Hの外層12D形成用のプリプレグに、その厚さ
方向において樹脂比率の差があれば、樹脂比率の大きい
側を表面側にするとよい。この下地層は薄く塗ってある
ため、上記凹凸を平滑にはしておらず、なだらかな波状
の表面を有している。この表面を軽く粗面にして下地層
よりも硬質の表皮層12Fを塗布形成する。この表皮層
は硬質の粒子を混入して硬質に形成したり、或いはUV
塗料、アクリル塗料、シリコン塗料、フッ素塗料、エポ
キシ塗料等、FRP本体のマトリックス樹脂より硬質に
した樹脂塗料を使用する。粒子は薄い膜状の粒子を平面
状に配設すると薄膜形成によい。
【0013】こうして形成された被膜層12Sの、上記
凹凸の角部Mの近くで計った膜厚d1はその角部近くの
凸部の厚さd2よりも薄く形成する。好ましくはd1を
10ミクロン程度以下に設定すると、本体層12Hと合
わせた全体の平均の樹脂比率が25重量%以下にでき易
い。軽量化のためには膜厚は本体層の強化繊維の直径程
度がよい。また、ブリスターを防止するために本体層よ
りは水分が含水し難い材料を用いる。この塗装表皮層1
2Fにフッ素粒子を混入して撥水性のフッ素被膜とした
り、塗装表皮層に代ってメッキや蒸着によって金属被
膜、セラミックス被膜等を形成してもよい。これらの場
合も金属等の比重の塗料の比重に対する比率の分薄く形
成することによって同様な比強度や比剛性の竿管が形成
できる。また、潤滑性や上記撥水性のある被膜によって
釣糸の付着を防止できる。
【0014】被膜層12Sは、下地層12Eを無くして
表皮層12Fのみで形成してもよいが、表皮層12Fが
薄いので軟質下地層が存在した方が保護膜として強い。
表皮層12Fのみの場合は本体層12Hよりも硬質とす
るのが好ましく、軟質でもよいが、極薄膜なので一般に
保護性能が弱くなる。更には緊締テープを除去したなだ
らかな面YSと急傾斜面KSによって鋸歯状に成形され
ている鋸歯状の凹凸の上に、直接に被膜層を形成しても
よい。被膜層12Sは本体層12Hを構成する巻回プリ
プレグの上に溶融又は半溶融するフィルム状樹脂シート
を巻回して一体に加熱成形してもよい。この樹脂層の例
として、ポリアミドを既述のプリプレグを巻回した層の
上に巻回し、この状態で硬化のための熱処理を行うと、
その温度によっては巻回ポリアミドが軟化して層状に形
成される。この軟化は不完全であってもよい。こうすれ
ばゴルフクラブのシャフト等においては特に緩衝作用が
あり、耐久性が増す。
【0015】図5は本体層12H’が、1層である厚肉
の軸長方向指向の中間層12B’とその内外の薄肉の円
周方向指向の内層12Aと外層12Dとからなり、その
外側表面に極薄の下地層12Eと表皮層12Fとが設け
られて被膜層12S’が形成されている。中間層12
B’は上記中間層12B,12Cと同様な樹脂比率であ
り、内層と外層も図4の場合と同様な樹脂比率である。
軟質の下地層12Eは本体層12H’の凹凸が平滑化さ
れるように塗布され、その上に硬質の表皮層12Fが塗
布されている。然しながら、図4の場合と同様な位置の
被膜層の厚さd1は凸部の厚さd2よりも薄く、好まし
くは10ミクロン程度以下に設定すること等は同様であ
る。
【0016】また、緊締テープを使用しないで、熱収縮
チューブを使用したり、外型によって成形すれば、本体
層表面に凹凸が生じ難く平滑化され易く、被膜層も薄く
形成できるが、緊締テープの場合よりは脱泡し難く、特
に樹脂比率が低いプリプレグを使用するため気泡内在化
が生じ易く、気泡除去用の微小孔を設けて脱泡作用を促
進するとよい。
【0017】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、管状体全体としての軽量化を図り、比強度、比
剛性を向上させ、取り扱いの容易な管状体が提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係る管状体としての竿管を使用
した釣竿の側面図である。
【図2】図2は中竿の拡大図である。
【図3】図3は図2の矢視線C−Cによる拡大横断面図
である。
【図4】図4は図3の壁部の拡大図である。
【図5】図5は本発明に係る管状体壁部の他の拡大図で
ある。
【符号の説明】
12A 内層 12B,12C,12B’ 厚肉中間層 12D 外層 12H,12H’ 本体層 12S,12S’ 極薄被膜層
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B62K 19/16 C08J 5/24 C08J 5/24 A01K 87/00 630C (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/08 A01K 87/00 A63B 49/02 A63B 53/10 A63C 11/22 B62K 19/16 C08J 5/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主たる指向方向を略軸長方向にした強化
    繊維で強化したマトリックス樹脂の平均比率を概ね10
    重量%以上25重量%未満の範囲内の値とした厚肉層を
    有し、 該厚肉層を含む本体層の外側表面を緊締テープを使用し
    た場合の鋸歯状凹凸に形成し、その外側に前記厚肉層に
    比較して極薄の被膜層を形成し、 該被膜層は、前記凹凸の凸部の角部の近くで計った膜厚
    が、該角部近くの凸部の厚さよりも薄くて10ミクロン
    以下であると共に、下地層と表皮層とを有し、表皮層は
    下地層よりも硬質であり、 該被膜層をも含む壁厚全体の平均の樹脂比率が25重量
    %以下であることを特徴とする管状体。
  2. 【請求項2】 主たる指向方向を略軸長方向にした強化
    繊維で強化したマトリックス樹脂の平均比率を概ね10
    重量%以上25重量%未満の範囲内の値とした厚肉層を
    有し、 該厚肉層を含む本体層の外側表面を緊締テープを使用し
    た場合の鋸歯状凹凸に形成し、その外側に前記厚肉層に
    比較して極薄の被膜層を形成し、 該被膜層は、前記凹凸の凸部の角部の近くで計った膜厚
    が、該角部近くの凸部の厚さよりも薄くて10ミクロン
    以下であると共に、下地層と表皮層とを有し、表皮層は
    下地層よりも硬質であり、 該被膜層をも含む壁厚全体の平均の樹脂比率が、前記厚
    肉層を含む本体層の平均樹脂比率に3重量%までの加算
    の範囲内であることを特徴とする管状体。
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