JPS60184341A - 繊維強化樹脂釣竿 - Google Patents

繊維強化樹脂釣竿

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JPS60184341A
JPS60184341A JP59039566A JP3956684A JPS60184341A JP S60184341 A JPS60184341 A JP S60184341A JP 59039566 A JP59039566 A JP 59039566A JP 3956684 A JP3956684 A JP 3956684A JP S60184341 A JPS60184341 A JP S60184341A
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fiber
fishing rod
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fibers
denier
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博茂 杉山
南利 昇佑
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維強化樹脂釣竿に関し、特に高強力、高弾性
で耐衝撃性が高く、且つ軽量、安価であり、更に製造に
当たっては任意の色に着色することができる他、使用に
当たっては落雷の危険のない繊維強化樹脂釣竿に関する
ものである。
ガラス繊維で熱硬化性樹脂を補強してなる、いわゆるガ
ラス繊維強化樹脂は、強度及び弾性が高く且つ比較的軽
量で取扱い性に優れているところから、従来より釣竿の
材料として広く実用化されている。ところが最近になっ
て炭素繊維が開発されるに及びその性能がガラス繊維よ
りも優れているところから、高級釣竿としては炭素繊維
強化樹脂の利用率が拡大しつつある。しかしながらこの
炭素繊維強化樹脂釣竿にしても欠点がない訳ではなく、
解決されるべき幾つかの問題を残している。その問題の
うち最大のものは、■炭素m#Iが良導電性であるとこ
ろから使用時にあたかも避雷針の様に機能し、落雷を誘
発させるという問題である。この他、■ガラス繊維に比
べて高価であり、又■炭素繊維自体黒色であるので、釣
竿の製造に当たって品質、用途等を着色によって分類す
ることが困難であり、更に■炭素繊維強化樹脂はガラス
繊維強化樹脂に比べて比重が小さいといっても、水に比
べて比重は相当重いので海水等に誤って投下した場合短
時間で沈んでしまうという問題もある。
本発明者等はこうした事情に着目し、特に炭素繊維強化
樹脂釣竿に指摘されている前述の様な問題、即ち■落雷
、■価格、■着色、■比重の各問題を共に改善すると共
に、強度や弾性等についても十分に満足し得る様な釣竿
を開発しようとして種々研究を進めてきた。本発明はか
かる研究の結果完成されたものであって、その構成は少
なくとも20g/デニールの引張強度と少なくとも50
0 g/デニールの引張弾性率を有する可撓性高分子鎖
からなる合成繊維を主たる補強材としてなるところに要
旨を有するものである。
本発明のm維強化樹脂釣竿に補強材として用いる合成繊
維は、可撓性高分子鎖からなり、少なくとも20g/デ
ニール、好ましくは30g/デニール以上、特に40g
/デニール以上の引張強度と、少なくとも500g/デ
ニール、好ましくは800 g/デニール以上、特に1
000g/デニール以上の引張弾性率を有するものであ
り、ここで、引張強度が20g/デニール未満、または
引張弾性率が500 g/デニール未渦の場合にあって
は、釣竿としての強度及び弾性が劣るものとなり、ガラ
ス繊維強化樹脂釣竿や炭素Ia維強化樹脂釣竿と競合で
きなくなる。
本発明に言う可撓性分子鎖とは、応力や熱を受けた際、
回転し得る分子結合からなる分子鎖のことで、全芳香族
系ポリアミドや全芳香族系ポリエステルなどを構成する
分子鎖は、剛直分子鎖であって本発明に言う可撓性分子
鎖に含まれない。
これらの剛直な分子鎖を含む高分子はm#l軸方向に配
向した際、引張強度は高くなるが、衝撃強度は低くなる
傾向にある。従って、本発明釣竿の補強材として用いる
合成繊維が可撓性高分子鎖からなることは、このような
問題を解決するための必須要件である。
本発明における可撓性高分子鎖からなる合成繊維とは、
例えば高分子量のポリエチレン、ポリプロピレン等のポ
リオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリ(フッ化)
ビニリデン等を紡糸して得られる繊維をいうがこれ等に
限定されるものではない。
本発明の繊維強化樹脂釣竿の補強材として用いる合成繊
維は、前記する構成要件を満足するものであればいずれ
でもよいが、特に重量平均分子量5X I O5以上の
高分子量ポリエチレンであると、価格面および製糸の容
易さの面で有利であり、特に衝撃強度が400ジユ一ル
/デニール以上、好ましくは500ジュール/デニール
以−トを有するものにあっては釣竿の衝撃強度がより向
上することも判明している。
ポリエチレン繊維の場合は融点が140℃以下と低いの
で耐熱性の点で注意が必要である。耐熱性を備えた釣竿
を得ようとする場合は耐熱性の高いポリエステル繊維や
ビニル系繊維を用いることが好ましいが、実用に当たり
耐熱性が特に問題となることは少ない。
本発明の繊維強化複合材料のマトリックスは、熱硬化性
ポリマー材料、熱硬化性ポリマー材料、弾性ポリマー材
料等であることができるが、適当なマトリックス材料と
しては、例えば不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂
あるいはゴム等が挙げられ、特に低温硬化型のものが好
適である。
補強材として用いる繊維がポリエチレン繊維である場合
は、繊維自身の耐熱性が低いので、この場合は該繊維が
軟化する温度(約130℃)を超えない範囲で既に開発
されている低温硬化技術や低温加硫技術により軟化しな
い加硫が行なわれる0例えばマトリックスがエポキシ樹
脂である場合の硬化においては、アミンイミド化合物な
ど特殊な触媒を用いることにより速硬化が達成される。
また、補強材がポリエチレン繊維の場合、マトリックス
として用いる高分子化合物との接着性があまり良くない
場合があるので、この場合接着性を向上させる手段とし
て繊維表面に無数の縦長の多条溝を付与することによっ
て接着性の向上が顕著となることが判明している。この
多条溝は、溶剤を適当量含むポリエチレンゲル糸を延伸
する際、溶剤蒸発量を制御することにより付与すること
ができる。さらに、接着性向上の手段として、マトリッ
クスと混合する以前に繊維表面をフッ素ガスで処理した
り、またはエポキシ基含有ポリオレフィン、カルボン酸
基含有ポリオレフィン、塩素化ポリオレフィン等で表面
処理を行なうことも極めて効果的である。
ここに言う多条溝とは繊維軸方向に配列された無数の多
条溝であって、該多条溝としては5m維の横断面の外周
方向の平均距離lOJLm当り2個以上、特に5〜50
イN配列したものとすることにより、前述の効果は如実
に発揮される。
本発明の繊維強化樹脂釣竿の補強材として使用する合成
繊維は長繊維であってもよく、また適当長さに切断され
た短繊維あるいはパルプ状繊維であってもよい。長繊維
として使用する場合、単に引揃えるだけでもよいし、平
織、朱子織、綾織等の各種構造の織物として使用するこ
とも出来る。
尚上記の様な合成繊維補強材を他の補強材(特に炭素繊
維)と併用せず単独で使用すれば、マトリックスとして
どの様な色調1色彩のものを用いても、その色調が補強
材用繊維により損なわれることはないし、繊維の持つ性
能を充分に発揮することができる。しかし場合によって
は他のmrs、例えば炭素繊維、全芳香族系ポリアミド
繊維あるいはガラス繊維等と混合使用する事も可能であ
る。
本発明で使用する補強材用合成繊維は、夫々製糸工程を
へて、通常入手しうる形態ないし状態のものをそのまま
、あるいは乾燥処理をほどこしたのちに、マトリックス
樹脂と組合せることができるが、そのほかに、製糸工程
において用いられた該工程上必要な油剤などの処理剤、
仕上げ剤などを抽出等により除去してもよいし、さらに
、該繊維上にあらかじめカップリング剤や表面改質剤、
あるいはエポキシ樹脂などをあらかじめコーティング処
理しておいたのちにマトリックス樹脂と組合せることも
可能である。特に、先に説明した様に繊維表面をフッ素
ガスで処理し、またはエポキシ含有ポリオレフィン、カ
ルボン酸基含有ポリオレフィン、塩素化ポリオレフィン
等で表面処理することは、マトリックス樹脂との接着性
を高めるうえで極めて有効である。
次に本発明に係る繊維強化樹脂釣竿の製造方法について
簡単に説明する。
まず繊維強化樹脂は、例えば可撓性高分子鎖を有する高
分子量のポリエチレン(例えば重量平均分子量がlX1
05以上、好ましくはlXloG以上の超高分子量ポリ
エチレン)をデカリン、キシレンあるいはパラフィン等
の溶媒に、該溶媒の沸点以下で完全に溶解させた後、紡
糸装置内でポリエチレン溶液が固化しない温度で、室温
の大気中、または水中あるいは冷却装置付の中空管中に
押出す。押出して得られた糸は、内部に溶媒を含有して
いるからその状態で糸が溶けない程度に加熱し、全延伸
倍率が10倍以上、好ましくは20倍以上になるよう1
段または多段で延伸することによってポリエチレン繊維
を得、これをそのままあるいは繊維表面に接着性向上処
理を施して、マトリックス樹脂と組合せることによって
容易に得ることができる。
マトリックス樹脂と組合せて釣竿とする方法は、ガラス
繊維強化樹脂釣竿や炭素繊維強化樹脂釣竿を製造する方
法と実質的に変るものではなく、公知の方法をそのまま
適用することができ、たとえば、一方向にひきそろえた
繊維束にマトリックス樹脂またはその溶液をスプレーあ
るいは含浸させて釣竿状に成形する方法、或は、あらか
じめ繊維を平織、朱子織等の織物としたのちに上記マト
リックス樹脂またはその溶液をスプレーあるいは含浸さ
せ、次いでこれを巻いて釣竿状に成形し硬化させる方法
等が採用される。さらに上述のような複合材料の形成に
際しては、補強材用繊維のマトリックス樹脂付着物を加
熱(必要に応じて加圧)することにより直接成形するこ
ともできるが、とくにマトリックス樹脂がエポキシ樹脂
、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂である場
合には、いわゆるプリプレグあるいはポリミックスと呼
ばれるように、あらかじめ補強材用繊維あるいは織物に
含浸させたマトリックス樹脂を、「B−ステージ」と称
されている中間段階まで硬化させたのち、該中間成形用
材料を所定の条件で加熱、加圧することも可能である。
本発明の繊維強化樹脂釣竿は以上の様に構成されており
、炭素m維強化樹脂釣竿の有する特性、殊に強度2弾性
9曲げ剛性等に匹敵する機械的特性を具備すると共に、
強化用繊維自体の導電性が小さいので落雷事故等を発生
する危険は極めて少なく、又強化用m#Iは無色乃至白
色であるのでマトリックスに着色剤を混入することによ
って任意の色に着色することができ、用途(釣魚の種類
等)やグレード等に応じた色分けによって分類すること
ができる。しかも本発明の釣竿はガラス繊維強化樹脂釣
竿はもとより炭素繊維強化樹脂釣竿に比べても比重が小
さく軽量であるので運搬、取扱いが容易であり、また海
水に比較的近い比重を有しており、誤って海等に投入し
た場合でも即座に沈む様なことがなくかなりの時間浮上
しているので回収も容易である。この場合釣竿に要求さ
れる曲げ強度等の機械的性質と損なわれない範囲で中心
部等に空隙を形成しておけば、海水投下時の沈下を一層
確実に防止し得ることは言うまでもない。更に本発明で
は強化用として耐衝撃性の良好な合成m維を使用してい
るので、取扱い時に衝撃を受けた場合でも破損する様な
恐れがなく、加えて炭素繊維強化樹脂釣竿に比べて安価
に提供することができるなど、多くの特徴を有している
以下本発明で使用する繊維強化樹脂(複合材ネ;1)の
製造法及び性能についての参考例を示した後、本発明釣
竿の製造例を説明する。
尚下記参考例の評価に用いた物性の測定方法は1 下記の通りである。
[繊維の引張強度、引張骨性率および衝撃強度1JIS
−L InI3(1981)に規定の方法による。
[複合材料の曲げ強度、衝撃強度] JIS−K [11(1978)に規定の方法に準する
。但し供試片の大きさは高さ3層組幅25mm、長さ6
3.5慮腸とした。
参考例1 重量平均分子量が1.8X106の可撓性高分子鎖を有
する超高分子量ポリエチレンをデカリンに溶解し紡糸原
液とした後、該紡糸原液を紡糸装置内でポリエチレン溶
液が固化しない温度で紡糸口金から室温の大気中に押し
出して冷却しゲル状繊維を形成する。このゲル状繊維を
、該ゲル状繊維が溶断しない温度で延伸倍率を種々変え
て高倍率延伸し、第1表の実験No、1〜3(本発明)
に示す特性を有する1000d/200fのマルチフィ
ラメントを得た。
それぞれのマルチフィラメントの表面を水蒸気で30秒
間前処理した後、5%濃度のフッ素ガス2 に常温で30分間さらした。処理後のマルチフィラメン
トをフィラメントワインディング法により引揃え、エポ
キシ樹脂系溶液[アラルダイ)LY564(チバガイギ
ー社製)]に埋め込んだ。次いてこれらを80℃で4時
間硬化させ、第1表の実験No、1〜3に示す特性を有
する複合材料を得た。
次に実験No、1で使用した1000d/200fのマ
ルチフィラメントをエチレンとグリシジル ゛メタクリ
レート(重量比95対5)の共重合体の20%分散液に
、該共重合体の付着率が3%owfとなるように浸漬処
理した。処理後のマルチフィラメントをフィラメントワ
インディング法により引揃え、エポキシ樹脂系溶液[ア
ラルダイ)LY564(チバガイギー社製)]に埋め込
んだ。次いでこれらを80℃で4時間硬化させ、第1表
の実験N014に示す特性を有する複合材料を得た。
次に比較例として重量平均分子量が1X106の可撓性
高分子鎖を有する高分子量ポリエチレンをデカリンに溶
解し紡糸原液とした後、該紡糸原液を紡糸装置内でポリ
エチレン溶液が固化しない温度で紡糸口金から室温の大
気中に押し出して冷却しゲル状繊維を形成する。このゲ
ル状繊維を、該ゲル状繊維が溶断しない温度で実験No
、1〜3の場合より低い延伸倍率で延伸し、第1表の実
験No、5に示す特性を有する1000d/200fの
マルチフィラメントを得た。
該マルチフィラメントの表面を水蒸気で30秒間処理し
た後、実験N001〜3と同一条件でフッ素ガス処理を
行ない、実験No、1〜3と同一条件でエポキシ樹脂と
の複合材料を作成した。この複合材料の材料特性を実験
No、5に示した。さらに比較のために第1表には、第
1表の実験No、6および実験N097に示す繊維特性
を有する1500d/1000fの全芳香族系ポリアミ
ド(ポリパラフェニレンテレフタルアミド)m維および
1200d/1000f(7)炭素Iia#lをエポキ
シ樹脂系溶液(アラルダイ) LY 564)にそれぞ
れ埋め込み、実験No、1〜3と同一成形条件で成形5 して複合材料を得た。これら複合材料の特性を実験No
、6および実験N007として併記した。
6 第1表から明らかな様に、本発明で使用する複合材料(
実験No、1〜4)は、曲げ特性、衝撃特性ともバラン
スがとれて高水準にあり、特に衝撃強度は、補強用繊維
が全芳香族ポリアミド繊維である実験No、6および補
強用繊維が炭素繊維である実験No、7に比べて極めて
優れていることが判る。
また、実験No、1と同一繊維を補強材とし、マトリッ
クスと混合する前に、繊維にエポキシ含有ポリオレフィ
ンで表面接着向上処理を付与した実験No、4の複合材
料は、実験No、lの複合材料に比べて曲げ特性、衝撃
特性共に顕著な向上効果が見られた。
さらにまた、本発明で特定するmap特性値を満たさな
い例で、繊維の引張強度が18g/d、引張弾性率が3
70g/dである実験No、5の複合材料は、曲げ特性
、衝撃特性共に改良が顕著でないことが判る。
参考例2 重量平均分子量がt、axto’の超高分子量ポリエチ
レンを用いて溶液紡糸し、得られたゲルファイバーを高
倍率で多段延伸し、引張強度32g/d、引張弾性率7
90g/d、衝撃強度530ジユール/dで、繊維表面
に繊維の横断面の外周方向の平均距離10μm当り2個
以上配列した多条溝を有する600d/100fのポリ
エチレンマルチフィラメントを得た。繊維表面に多条溝
を有する場合と有しない場合との比較のために前記の多
条溝を有する場合と同一高分子量のポリエチレンを用い
て溶液紡糸し、得られたゲルファイバーを延伸時、溶剤
の蒸発量を制御して高倍率で多段延伸し、引張強度34
 g/d、引張弾性率820g/d、衝撃強度540ジ
ユール/dで、1aII#表面には多条溝の発現がm維
の横断面の外周方向の平均距離10ILm当り2個未満
で、実質的に多条溝が認められない600d/100f
のポリエチレンマルチフィラメントを得た。
これらそれぞれのマルチフィラメントを用い、それぞれ
?×2バスケット織物を織成した。前者、即ち多条溝を
有する繊維から織成した織物の9 目付は414g/m2.後者、即ち多条溝を有しない繊
維から織成した織物の目付は412g/肩2であった。
それぞれの織物を、不飽和ポリエステル樹脂[ユピカ7
512(日本ユビカ製)1100部と過酸化ベンゾイル
1部からなる液体に含浸した後、それぞれlO枚積層し
100℃で加熱プレスする事により厚さ5mm、 @j
i含有率65重量%の成形物を得た。前者即ち多条溝を
有する繊維よりなる成形物の曲げ強度は112 kg/
 am2.アイゾツト衝撃強度は370kge cm/
cmであり、又後者即ち多条溝を有しない繊維よりなる
成形物の曲げ強度は92 kg/ 11112.アイゾ
ツト衝撃強度は323kg@c+++/amであった。
この参考例からも明らかな様に、表面に多数の多条溝を
有する繊維を用いることにより、ポリエチレン繊維とマ
トリックス樹脂との接着性を著しく改善し得ることが分
かる。
実験例 前記参考例1の実験No、1〜4で得たフッ素ガ0 ス処理後のマルチフィラメント(1000d/200f
)を夫々互に平行且つシート状に配列し、これをエポキ
シ樹脂系溶液[アラルダイトLY564(チバガイギー
社製)1に含浸(含浸率40%)してなるブリプレラグ
(A)と、上記各マルチフィラメントを平織し上記エポ
キシ樹脂系溶液に含浸(含浸率40%)してなる織物ブ
リプレラグCB)を準備した。
次ニ外径8 t+iの鋼製マンドレルにシリコーン系離
型剤を塗布した後、該マンドレルの外周に上記織物ブリ
ブレツブ(B)を2回巻き付け、更にその」二に上記ブ
リプレラグ(A)を繊維軸方向がマンドレルの長手方向
となる様に4回巻き付け、更にその上へ前記織物ブリプ
レラグ(B)を2回巻き付けた。
次いで該ブリブレツブ巻回層の上にシリコーン系離型剤
を塗布したラッピングテープを巻回した後、80℃で4
時間加熱してブリプレラグのエポキシ樹脂を硬化させ、
その後マンドレルを抜去すると共にラッピングを除去し
、釣竿素管を得た。
この素管を300mmに切断し、島津製作所製万使試験
機“AUTOGRAPR”l5−5000を用いて曲げ
強度及び曲げ弾性率を測定した。
また比較の為、フィラメントとして前記参考例1の実験
No、7で使用した炭素繊維を使用した他は上記と同様
にしてブリプレラグ(A)及び織物ブリプレラグ(B)
を得た後、同様にして釣竿素管を製造し、曲げ強度及び
曲げ弾性率を測定した。
その結果ポリエチレン繊維を強化材とする釣竿と炭素繊
維を強化材とする釣竿の間には曲げ強度及び曲げ弾性率
から見る限り実質的な差異は認められなかった。又前者
(本発明釣竿の素管)は何れも乳白色であり、エポキシ
樹脂に着色材を配合することにより容易に着色し得るこ
とが明らかであるが、後者(従来例の釣竿素管)は黒色
であり、着色材による着色は困難と思われた。
また後者の比重は約1.13で水に比べて比重が相当大
きいのに対し、後者の比重は約1.2で極めて軽量であ
った。更に後者の電気伝導度は1X102Ω−I C1
1−1で良伝導性であるのに対し、前者の電気伝導度は
lXl0−15Ω−1cm−1でむしろ絶縁材料に近い
ものであり、落雷の危険も殆んど生じないことが明らか
である。
3 手続補正書(自船 1、事件の表示 昭和59年特許願第39566号 2、発明の名称 繊維強化樹脂釣竿 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 大阪市北区堂島浜二丁目2番8号 (316)東洋紡績株式会社 代表者 茶 谷 周状部 4、代理人〒530 大阪市北区堂島2丁目3番7号 シンコービル 明細書の「特許請求の範囲」及び「発明の詳細な説明」
の各欄 8、補正の内容 4 (1)「特許請求の範囲」を別紙の通り訂正します。
(2)明細書第5頁第17行のr400Jを「3xto
−’L」と訂正します。
(3)同第5頁第18行のr500Jを「4×10−4
 Jと訂正します。
(4)同第17〜18頁の第1表を別紙のものと差し替
えます。
(5)同第20頁第4行のr530Jをr4.2 Xl
 0−4 Jと訂正します。
(8)同第20頁第13行のr540Jを「4.3XI
O−4Jと訂正します。
特許請求の範囲 (1)少なくとも20g/デニールの引張強度と少なく
とも500 g/デニールの引張弾性率を有する可撓性
高分子鎖からなる合成繊維を主たる補強材としてなるこ
とを特徴とする繊維強化樹脂釣竿。
(2)合成繊維が高分子量ポリエチレンである特許請求
の範囲第1項記載の繊維強化樹脂釣竿。
(3)合成繊維が表面に無数の縦長の多条溝を有するも
のである特許請求の範囲第1項乃至第2項のいずれかに
記載の繊維強化樹脂釣竿。
(4)合成繊維が少なくとも3xto−’Lジュール/
デニールの衝撃強度を有するものである特許請求の範囲
第1項乃至第3項のいずれかに記載の繊維強化樹脂釣竿
(5)合成繊維が、エポキシ基含有ポリオレフィン、カ
ルボン酸基含有ポリオレフィンおよび塩素化ポリオレフ
ィンから選ばれた少なくとも1つの化合物で表面処理さ
れたものである特許請求の範囲第1項乃至第4項のいず
れかに記載の#il維強化樹脂釣竿。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも20g/デニールの引張強度と少なく
    とも500 g/デニールの引張弾性率を有する可撓性
    高分子鎖からなる合成繊維を主たる補強材としてなるこ
    とを特徴とする繊維強化樹脂釣竿。
  2. (2)合成繊維が高分子量ポリエチレンである特許請求
    の範囲第1項記載の繊維強化樹脂釣竿。
  3. (3)合成繊維が表面に無数の縦長の多条溝を有するも
    のである特許請求の範囲第1項乃至第2項のいずれかに
    記載の繊維強化樹脂釣竿。
  4. (4)合成繊維が少なくとも400ジユール/デニール
    の衝撃強度を有するものである特許請求の範囲第1項乃
    至第3項のいずれかに記載の繊維強化樹脂釣竿。
  5. (5)合成繊維が、エポキシ基含有ポリオレフィン、カ
    ルボン酸基含有ポリオレフィンおよび塩素化ポリオレフ
    ィンから選ばれた少なくとも1つの化合物で表面処理さ
    れたものである特許請求の範囲第1項乃至第4項のいず
    れかに記載の繊維強化樹脂釣竿。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6143661A (ja) * 1984-08-07 1986-03-03 Mitsui Petrochem Ind Ltd 熱硬化性樹脂組成物

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