JPS60242044A - 釣竿等積層管の製造方法 - Google Patents

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、例えば釣竿やゴルフシャフト、又はバドミン
トン用ラケットシャフト等に適用される積層管の製造方
法に関する。

従来の上述積層管の製造方法は、カーボン、ガラス等の
高強度繊維に熱硬化性樹脂を含侵したプリプレグを台形
に裁断し、これを芯金に捲回し、外周にテープを巻き付
けるが、又は外型を締着し、硬化させた後、脱芯金とす
ると共に、上記テープを除去して積層管を得るものであ
った。

しかし、上述従来方法によると、プリプレグ（以下これ
を素材と云う）を加圧するのにテープ、又は外型を素材
外周に直接密着させるものであって、テープｂは第ｊ図
イに示した如く、素材ａの外周に一部重ね合わせた状態
で、かつ張力をかけて巻回するものである為、テープの
厚さむら、テープ張力のバラツキ、テープピッチのむら
等により外径寸法が著しく狂ったり、テープの隙間から
樹脂が吹ぎ出し、成形物の樹脂量が不均一になる為、成
形物内部に気泡が発生し、著しい強度低下と強度的なバ
ラツキが発生したつ、同様に樹脂量の減少によって外径
むらが発生し、外径が０２〜０．３ｍ変化し、又テーグ
ｂが図示の如く素材ａＶｃ喰い込む為、繊維は成形後屈
曲し、破断するか、又は屈曲の為強度低下をきたし、又
テープｂが樹脂と直接密着する為、テープ剥離が非常に
困難であり、テープ剥離を容易にする為当該テープにシ
リコンコート処理したものを使用すればコスト高となる
のみならずシリコンが素材ａの表面に転写される為直接
素材表面に塗装出来ず、研磨工程が必要となる。

又、テープ巻着によって素材ａの表面は第１図口に示し
た如く波型の凹凸状となるので、これを研磨する際繊維
が第１図ノ・に示した如く切断される為、著しく強度が
低下するものであり、更に釣竿等はセンターレス加工が
必要であった。

又、外型にて素材を加圧する場合は、外型表面に離型処
理を施す必要があったり、パーティングラインが製品の
表面に残ったり、成形物中の気泡を除去する為にはオー
バーフローさせる必要があり、この時素材中の樹脂が流
出し１部分的に樹脂むらが発生する為強度的なバラツキ
が発生し、又外型表面のツールマーク等が外観を損ねた
つ、素材表面に離型剤が転写される為成型物の表面加工
が不可欠となり、これが為二次加工を施こすと強度低下
をきたし、更に塗装工程が必要であったつ、又圧力のか
Ｎる方向が一定となりパーティングライン部の強度が低
下する等諸々の欠点を有している。

本発明は上述従来方法の欠点を除去しようとしたもので
あり、予め芯金に熱硬化性樹脂を含侵したカーボン、ガ
ラス等の高強度繊維のシートもしくはクロスを巻回して
得た素材の外周を塩化ビニール、ポリエチレン等の熱可
塑性樹脂製の収縮性チューブにて被覆し、これを加熱し
て縮径させた後、外周からテープ巻着もしくは外型締め
等の加圧手段によって縮径方向に加圧し、完全に硬化さ
せた後、加圧解除と脱芯金を行ない、必要に応じて上記
チューブを残存もしくは除去して成形するようにしたこ
とによって、寸法精度が高く、かつ強度的にも安定して
高い強度が得られ、しかも４塗装、センターレス、外径
研磨工程を省くことができることによりコストダウンを
図り得るようにした釣竿等積層管の製造方法を提供しよ
うとするのが、その目的である。

以下本発明製造方法を図示の実施例に基づい、て詳述す
る。

第２図イ、口に示したように、直径２０ｉｌｌ＋の芯金
１に、エポキシ樹脂を含侵させた厚さＯ，１２５ｎのス
クリムクロス付カーボンシート２ヲＩ　ｍの長さで５層
捲回し、素材３を得た。

これに第２図へに示した折径４０、厚さ０．０３鴎の塩
化ビニール樹脂で成形した収縮性チューブ４を外装させ
ることによって素材３を被覆し、該チューブ４の一端４
ａを固定した。。

次いでこれを加熱炉に入れ、（イ）℃で１５分間加熱し
、チューブ４が第２図二に示した如く素材３０表面に密
着するまで収縮させた。

次いで、上記チューブ４の外周に第２図示に示した如く
、１５鴎幅、　＃５００のセロファンテープζｂすＱ関
し９　≦鳴ＣＩ／Ｉ小胆→］ｂ活＼Ｓ庫イ光開１　す。

これを１２０℃で２時間加熱し、完全に硬化させた後冷
却し、素材３と芯金１を分離し、両端を切断し、テープ
５を除去して第２図へに示した積層管６を得た。

こ〜で、上記テープ５はエポキシ樹脂に直接接触されて
いない為、当該テープ５は簡単、かつ容易に除去できた
。

このようにして成形した積層管６は透明度が高くあたか
も塗膜がグいているかの様な美麗な外観が得られた。

又、素材３中の樹脂流出は皆無であり、オートクレーブ
が得られる状態の積層管が得られた。

又、素材３の縦断面を顕微鏡で観察したところテープ５
の喰い込みは塩化ビニール製チューブ４０層で終ってお
り、素材３の表面の屈曲は皆無であった。

上記チューブ４の表面はＨ−２Ｈの硬度を有しており、
ポリウレタン塗膜の性能に匹敵するか、それ以上の硬度
を有していた。

素材３を３ケ所切り出し一断面をｍ＃ｌ／鐘で観察した
ところ層間の気泡は皆無であるので剥離現像が５て（な
った。

このことは、塩化ビニールチューブ４はチューブ成形時
にできる多数のピンホールより空気が抜けることによる
ものである。

上記収縮性チューブ４の厚さは、収縮前と収縮後では変
らす００３龍であり、１ｍの重量は２５８りであった。

この重量は塗膜の重量３３りと比較し、０７２２の減少
となった。

使用したテープ５は従来方法にて使用するシリコンコー
トポリエステルテープの為の価格で済み、又チューブ４
は塗料、塗装工費と同等の価格であり、又外径研磨が不
要となった為、コストダウンできた。

上記チューブ４の表面は印刷が可能であり、耐候性、耐
衝撃性に゛優れ、又撥水性も充分にあり、釣竿とした場
合、糸が竿に付くのを防止でき、又チューブ４には前も
って印刷、着色（透明、不透明着色も可能〕が可能であ
り、任意の色、模様を施こすことができる。

又、積層管６は東京農工大学の研究によると耐感電防止
に非常に効果があるとの報告がなされている。（０，Ｉ
ｊｌｌのチΔ−ブによって６０００Ｖの電圧破壊に耐え
うる） 積層管６，６′の接続部においても第３図に示したよう
に収縮性チューブ４を加工、損傷することなく接続が可
能であり、より電気絶縁性を高めることができた。

又、金型成形に匹敵する精度が得られた。これによりセ
ンターレス加工が不要となり、コストダウンと品質の安
定が可能となった。

実施例２ 、芯金に上述実施例ＪＫよると同質のシートを同一回数
捲回して得た素材の外周に折径４０、厚さＱ、Ｑ３ｉｉ
のポリオレフィン樹脂製の収縮チューブを外装し、一端
のみ固定した。

これを実施例Ｊによるときと同様の条件下において加熱
し素材表面に密着するまで収縮した。

次いでチューブ外周に実施例」によるときとｔｌのセロ
ファンテープを同一張力をかけて巻きつけた後、これを
１２０℃で２時間加熱し、完全に硬化させた後、冷却し
、芯金を素材から抜き取り、テープを除去した。

次いで、上記チューブの一部に切り目を入れて、当該チ
ューブを素材から剥離し、積層管を得た。

このようにして成形した積層管は、スクリムクロス付カ
ーボンシートのエポキシ樹脂が表面にある為透明度が高
く、塗膜がついているかの様な美麗な外観が得られた。

樹脂の流出は皆無であり、オートクレーブで得られる最
高の状態の積層管が得られた。

素材の縦断面を顕微鏡で観察したところテープの喰い込
みはポリオレフィンのチューブの層で終っており、表面
の屈曲は皆無であった。

素材を３ケ所切り出し、断面を顕微鏡で観察したところ
、層間の気泡は皆無であった。

使用したテープは従来方法に使用されるテープの−Ａ−
の価格であり、又外径研磨が不要である為、コストダウ
ンできた。

又、樹脂の流出がなく、テープの喰い込ツノは皆無であ
り、層間の気泡も皆無である為、積層管はプリプレグの
段階で設定した通りの樹脂量を均一に含み繊紺は屈曲が
全くなく、切断もされない理想的なものが得られた。

更ＶＣ実施例１．２の本発明方法にて成形した積層管と
従来方法によって成形した積層管の破断モーメントと、
繰返し曲げモーメントと、破断時の外観の比較テストを
行なったところ表１の結果を得た。

積層管の成形条件 芯金　坏２０ストレート 積層管の構成 内層　縦Ｍ４０−３Ｋ　４本々横Ｔ３００１Ｋ　５本、
ｔエポキシ樹脂　ＷＲ４０％のクロスプリプレグ１層 中間層　Ｍ２Ｏ１３９？ＡＩｌ　エポキシ樹脂ＷＲ３４
％の一方向プリプレグ　１層 外層　内層と同一材料　１層 テストピース 長さ　６００Ｍ テスト方法 ４点曲げ方式とし、破断時のモーメントを測定した。

破断モーメント 上記表−１から明らかな通り、従来方法で得た積層管に
対して本発明方法で得た積層管は破断モーメントが２９
％向上した。

又、破断モーメントのバラツキは５５６％→０７５％と
減少し、安定した物性が得られた。

繰返し曲げモーメント 本発明方法にて得た積層管はモーメン）　４０００汀・
龍〜Ｏを１０回繰返して加えたが、チューブと素材間の
剥離等、外観的な欠陥ばみられながった。

又、破断時の外観は、破断箇所においてもチューブと素
材の剥離はなかった。

実施例３ 第４図イルへに示したように、ボロン、カーボン、ケプ
ラー、グラス、グラファイト等の高強度繊維にエポキシ
、ポリエステル、フェノール等の熱硬化性樹脂を含侵し
、半硬化させたプリプレグを台形状に裁断し、これを離
型剤、接着剤を塗布した芯金１に捲回して得た素材の外
周に、塩化ビニール製の０．０３ｍ厚の熱収縮性チュー
ブ４を被覆し、加熱して素材に密着させ、次いでこの外
周の寸法精度を必要とする部分のみか、又は全体に円筒
形か又は図示の如く２分割ないしは３．４分割した分割
外型７を設置し、この外周にセロファンテープ５を約５
蛇の張力をがけて巻回することにより加圧し、これを加
熱炉に入れて１３０〜１５０℃で２時間加熱し、プリプ
レグの熱硬化性樹脂を完全に硬化させ、冷却後芯金Ｊと
成形物を分離し、次いで成形物の最外周のテープ５を除
去する。

このとき、テープ５はグリプレグの樹脂と密着していな
い為、離型処理は不要であり、又樹脂の吹き出しは皆無
である為剥離は容易である。

次いで成形物とチューブ４を介して接している外型７を
除去し、積層管６を得た。チューブ４０表面にはパーテ
ィングライン及び樹脂の吹き出しもないので塗装したと
同様な美麗な外観を有する積層管６が得られた。

上記チューブは収縮率８０％で使用したが。

初期のフィルム厚さと同様０．０３ｉ１１１であった。

この為、積層管６の外径は、外型７で設定した値と同一
の寸法が得られた。

この時使用した外型７は強化プラスチック製である。

このように成形した積層管６０表面は、鉛箪硬度１−１
〜２Ｈの硬度を有しており、従来方法で得たポリウレタ
ン樹脂、エポキシ樹脂等の塗膜硬度に匹敵する。

又塩化ビニール製のチューブ４と積層管６は密着一体化
させてあつ、繰返し曲げテスト及び破断テストを行なっ
ても剥離は発生しなかった。

ポリエチレン製及びポリオレフィン製のチューブは素材
から除去した。

実施例４ 第５図イ〜ホは円筒形の外型７を使用した場合を示して
いる。

この場合は、上述と同様にチューブ４を収縮させた後、
その外周に円筒形の外型７を差し込み、チューブ４の露
出部分と外型の外周にテープ５を巻回し、加熱、硬化後
テープ５を除去し、芯金を分離し、次いで外型７を外ｉ
。

この場合、外型に当らない部分はテープ目８がチューブ
゛４に付くが、このテープ目８は外層のチューブの層で
終っており、素材の縦断面を顕微鏡で観察したところ第
６図に示した如く繊維の屈曲は皆無であり、気泡も皆無
であった。

外型７の接した部分は、外型の内径寸法と同一寸法に仕
上っていた。この外型寸法は素材の肉厚をプリプレグの
仕様の条件で算出し、又チューブ４の厚さを０．０３１
１１で算出して設定したものである。

このようにして成形した積層管６と従来方法で成形した
積層管の強度テストを行なったところ本発明方法による
積層管６は約３０％の強度の向上がみられ、又寸法のバ
ラツキも低く押えることができた。

実施例５ 第７図イ〜ホは割型７を使用した他の成形工程を示した
ものであって、割型の場合は割面７ａ、７ｂが第８図に
示した如く斜めになっており、その合着面に隙間及び段
差が生じないようにしである。

又上記割型７を強化グラスチックで成形する場合は、芯
金ヘプリブレグを捲回した後に捲回したプリプレグへ切
れ目を入れ、その後テーピング、焼成、脱芯することに
より成形するＯ 上記形状の割型とテープ捲回によって円周全面に均一に
圧力がかＮつ、安定した積層管が得られる。

離型性を有する熱収縮性チューブを使用する場合は、上
述と同様の工程を経た後に、外層チューブを除去するか
、又は円周の一部に切れ目を入れて除去する。この場合
は積層管の仕上り寸法と、外型７の内径寸法との関係は
、チュー°ブ４を一体化させる場合と異なってく、る。

外層チューブをそのまＮ除去する場合は、収縮率を９０
％、８０％、７０％、６０％　・と数回に及び再利用が
可能である。

最終的に得られた積層管６は、釣竿の場合は第９図に示
した構成となる。

又釣竿の場合は、例えばＱ、１ｍ＋の塩化ビニールチュ
ーブを使用すると７にＶの絶縁破壊電圧が得られるから
、高圧線に接触する等の感電事故を完全に防止でき、更
にチューブを損傷せずに糸導管、石突、リールシート等
の部品の接着も可能である。

ゴルフシャフトの場合は第１０図に示した如く径に比較
し、肉厚が厚い為テープの喰い込みが太き（、繊維が屈
曲し易い、又樹脂の絶対量が増加する為、樹脂の吹出し
が多く、又炉落ちし易いチューブをかぷぜ、外型な設置
することによりこれらの欠点を全て除去できると共に、
寸法精度の高い安定した物性を持った７ヤフトが得られ
る。

バドミントンシャフトの場合は第１１図に示したように
、ゴルフシャフトと同様前後端のみ寸法精度が要求され
るものであり、構成もゴルフシャフトと類似しているの
で寸法精度、強度共に安定したものが得られる。

第１２図イ、口は本発明方法によって成形した積層管６
の一部縦断面図であり、イは素材３にチューブ４を一体
化させたものを示し５、口はチューブ４を除去したもの
を示している。

この図から明らかなように繊維は屈曲されていない。

以上説明したように本発明に係る釣竿等積層管の製造方
法によれば、予め、ｔ、金ｊＶＣ捲回して得た素材３の
外周を熱可塑性樹脂製のチューブ４で被覆し、これを加
熱して収縮させた後、外周からテープ巻着もしくは外型
締め等の加圧手段によって加圧し、完全に硬化させた後
、加ＴＩ−解除と脱芯金を行ない、必要に応じて上記チ
ューブを残存もしくは除去して成形するよ５１ＣＬだか
ら、加圧用のテープが素材３に喰い込んだり、素材３内
の樹脂が吹き出すことはプＩいので、寸法精度が高く、
かつ強度的にも安定した高い強度を有する積層管を成形
することかでき、しかも塗装、センターレス加工、外径
研磨等の二次加工を省くことができることによってコス
トダウンを図り得る等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図イ、口、ハは従来の積層管の製造方法によって形
成した積層管の一部を夫々断面して示した各縦曲面図、
第２図イルへは本発明に係る釣竿等梼鳩管の製造方法に
おける実施例１の製造工程図、第３図は同方法によって
成形した積層管の接続部ン示した縦断面図、第４図イル
へは同方法における実施例３の製造工程図、第５図イル
水は同方法における実施例４の製造工程図、第６図は同
方法によって成形した積層管の一部縦断面図、第７図イ
〜ホは同方法における実施例５の製造工程図、第８図は
同方法における割型の一部横断面図、第９図は同方法に
よって成形した釣竿の一部縦断面図、第１０図。 ＄１１図は同方法によって成形したゴルフンヤフフトと
、バトミントンシャフ）Ｙ夫・ン一部ｌＩＴ［ＩＪして
示した各縦断面図、＃ＪＪ１２図イ・口は同方法によっ
て成形した積層管の一部を断面して示した縦断面図であ
る。 ｌ・・・芯　金 ２・・・高強度繊維のシートもしくはクロス３・・・素
　材　４・・・収縮性チューブ５・・・テープ　７・・
・外　型 特許出願人　リョービ株式会社 第３図 （／４） 手　続　補　正　書 昭和６０年８月　７日 昭和５９年特許願第　９９３４６号 ２、発明の名称 釣竿等積層管の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所広島県府中市目崎町７６２番地 目発補正 ５、補正の対象 （１）明細暑中「発明の詳細な説明」の欄別紙のとおり 補正の内容 （１）明′ｍ薔中「発明の詳細な説明」の欄を以下のと
おり補正する。 １）第２自第５行に［脱芯忙とする」とあるのを「脱芯
金する」と補正する。 ２）第５自第１４行に「一端４ａ」とあるのを「−始メ
」とン由正する。 ３）第６０第１１行乃至第１２行に「オートクレーブが
」とあるのを「オートクレーブで」と補正する。 ４）第６自第】７行に［Ｈ−２１−Ｉ　Ｊとあるのを［
鉛筆硬度Ｈ−２ＨＪと補正する。 ５）第７自第１行乃至第２行に［皆無であるので・・・
生じな（なった。」とあるのを「皆無であった。」と補
正する。 ］ ６）７５７白身Ｍ１行に「為」とあるのを「百」と補正
する。 ７）第１６０第２０行に「７に■」とあるのをｒ７００
０ＶＪと補正する。 ８）第１７０第３行に「糸導管」とあるのを「導糸環」
と補正する。 ９）第１７自第９行（二「昌いチューブ」とあるのを［
易いが、チュ−−ブ１と補正する。 （２）図面中実６図及び第９図乃至第１２図（イ）を別
紙添付図面（写）に朱記し、下記するとおり補正する。 １）第６図中の袷号「５」を「８」に訂正するとともに
、符号「４」及びこの弓・出線を追記する。 ２）第９図乃至第１１図中の符号「５」を夫々「４」に
訂正する。 ３）第１２図（イ）中の符号「５」を１８」に訂正′ｆ
るとともに符号「４」＆びこの引出線を特徴する 特許出騨人 リョービ体式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱硬化性樹脂を含侵したカーボン、ガラス等の高強度繊
   維のシートもしくはクロスを台形に裁断し、これを芯金
   に捲回して常法により硬化させた抜脱芯金して成形する
   釣竿等積層管の製造方法において、予め芯金Ｖｃ権回し
   て得た素材の外周を塩化ビニール、ポリエチレン等の熱
   可塑性樹脂製の収縮性チューブにて被覆し、これを加熱
   して収縮させた後、外周からテープ巻着もしくは外型締
   め等の加圧手段によって縮径方向に加圧し、完全に硬化
   させた後、加圧解除と脱芯金を行ない、必要に応じて上
   記チューブを残存もしくは除去して成形することを特徴
   とした釣竿等積層管の製造方法。