KR100443188B1 - 낚시대용 적층관의 제조방법 및 낚시대용 적층관 - Google Patents

Abstract

수지량이 적고 경량이며, 중공(中空) 원통부와 중실(中實 : 속이 꽉찬) 원추부와의 일체감이 높으며, 제조공정에서 작업자의 환경을 향상시키는 낚시대용 적층관의 제조방법 및 낚시대용 적층관을 제공한다.

낚시대용 적층관(1)은, 기부(基部)를 이루는 중공 원통부(10)와 선단부를 이루는 중실 원추부(20)로 이루어진다. 중공 원통부(10)는 급(急)테이퍼부(12)와 내층(11A), 외층(11B)으로 이루어지는 2층 구조를 한 완만한 테이퍼부(11)로 구성되어 있다.

내층(11A)은 심금(芯金)의 둘레방향으로 적층된 프리프레그(pre-preg)시트로 구성되어 있으며, 프리프레그시트내의 보강섬유는 축방향과 둘레방향으로 지향한다. 외층(11B), 급테이퍼부(12) 및 중실 원추부(20)는 심금의 축방향으로 배치된 연속하는 얀(yarn)프리프레그에 의해 일체로 구성된다.

Description

낚시대용 적층관의 제조방법 및 낚시대용 적층관{LAMINATED PIPE OF FISHING ROD AND FABRICATION METHOD THEREOF}

본 발명은 낚시대용 적층관의 제조방법 및 낚시대용 적층관에 관한 것이며, 특히 선단부가 중실(中實 : 속이 꽉찬) 원추부, 기부(基部)가 중공(中空) 원통부로 이루어지는 낚시대용 적층관 및 낚시대용 적층관의 제조방법에 관한 것이다.

종래부터, 1개로 구성된 루어낚시대나 이음대를 구성하는 끝대로서는, 중공 원통부인 기부와 중실 원추부인 선단부가 일체로 형성된 낚시대용 적층관으로 구성되는 타입이 알려져 있다.

일본국 특개평8(1996)-332002호 공보에는 이 타입의 낚시대용 적층관이 기재되어 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 낚시대를 구성하는 중공 원통부(110)인 기부는, 도시하지 않은 기단에서 선단(110A)을 향해 가늘어지는 완만한 테이퍼를 이루고 있다.

선단의 중실 원추부(120)에는 그 바닥면부터 원추의 축방향으로서 원추로부터 이간하는 방향으로 동축적(同軸的)으로 돌출하는 원주부(120A)를 가지고 있으며, 원주부(120A)의 직경은 중공 원통부(110)의 선단의 내주의 직경에 일치한다.

일반적으로, 이 타입의 낚시대용 적층관(101)은 다음의 방법으로 제조된다. 중공 원통부(110)는 다음의 공정에 의해 제조된다. 먼저, 한쪽 끝에서 타단을 향하여 직경이 커지도록 완만한 테이퍼를 갖게 한 도시하지 않은 심금의 외주면에, 플루오르 등의 이형제(離型劑)를 도포한다.

다음에, 이형제가 도포된 심금의 외주에, 바인더로서의 열경화성 합성수지를 보강섬유에 함침시켜서 반(半)건조시킨 도시하지 않은 프리프레그(pre-preg)를 원하는 양만큼 감아서 적층한다.

다음에, 감아서 적층한 프리프레그의 외주면에, 가압 테이프를 가압 테이프의 양측면이 서로 겹치도록 나선형으로 감아서, 가열노(爐)내에 매달아 가열하여 열경화성 합성수지를 용융ㆍ경화시키고, 마지막으로 가압테이프를 박리하여, 심금을 제거하고 양단을 소정의 위치에서 절단하고, 외주면을 연마하는 마무리가공을 함으로써 중공 원통부(110)가 제조된다.

중실 원추부(120)는 섬유보강 합성수지로 이루어지는 도시하지 않은 원주체의 외주면을 절삭 가공하여, 중실 원추부(120)의 형상으로 함으로써 제조되거나, 또한 에폭시수지나 페놀수지 등의 열경화성 합성수지액내에 침지시킨 탄소섬유나 유리섬유 등으로 이루어지는 보강섬유를, 내면이 대략 원추형을 한 틀내로 끌어들여 가열 경화시켜, 경화 후에 틀내에서 꺼냄으로써 제조된다.

마지막으로, 중실 원추부(120)의 원주부(120A)가 중공 원통부(110)의 선단부 (110A)에서 중공 원통부(110)내에 삽입되어, 중공 원통부(110)에 접착됨으로써, 중공 원통부(110)와 중실 원추부(120)가 일체로 되어 낚시대용 적층관(101)이 제조된다.

이 타입의 낚시대용 적층관의 제조방법에 있어서는, 중실 원추부(120)의 중공 원통부(110)에의 접착공정이 필요하며, 또 적층관(101)의 사용 빈도가 많아지면, 접착한 부분이 박리하여 적층관(101)의 파괴로 이어진다는 문제가 생기고 있었다.

또, 중실 원추부(120)의 원주부(120A)가 접착되어 있는 중공 원통부(110) 부분에, 휠 때의 응력이 집중하여 파손되기 쉽고, 끝대의 중량 증가에 따른 들었을 때의 무겁게 느끼는 것의 원인으로 될 뿐만 아니라, 대의 휨새가 안좋다는 등의 문제도 생기고 있었다.

또, 중공 원통부(110)의 선단(110A)의 둘레방향의 보강이 부족하면 끊어짐이 발생한다는 문제도 생기고 있었다.

일본국 특공소37(1962)-12812호 공보에는, 완만한 테이퍼를 갖는 대략 원주형상의 심금의 외주에, 보강섬유로 이루어지는 얀(yarn)을 둘레방향으로 거의 치밀하게 감은 후, 바로 탱크내의 열경화성 합성수지용액에 침지되어 부착된 열경화성 합성수지용액의 여분의 열경화성 합성수지용액을 고무판관을 통해 아이어닝(iron ing)한 보강섬유로 이루어지는 복수개의 얀을 심금의 기단에서 심금의 선단보다 소정의 거리만큼 이간된 위치까지 심금의 축심방향으로 배치시킨 후, 가열함으로써 얀에 함침시킨 열경화성 합성수지용액을 경화시켜, 외주면의 연마 등의 마무리가공을 하는 제조방법이 개시되어 있다.

그러나, 심금의 선단은 봉이 절단된 것과 같은 소정의 반경을 갖는 단면으로 되어 있으므로, 성형시에 심금의 선단보다 앞에는 심금이 존재하지 않게 되어, 심금의 축방향으로 배치되는 얀은, 그 부분 즉, 중실 원추부가 되는 부분에서 심금의 반경방향 안쪽으로 굴곡되어 들어가게 되어, 중공 원통부와 중실 원추부가 접속되어 있는 부분에 단차(段差)가 생긴다.

그리고, 마무리가공에서 이 단차를 제거하면 이 부분의 보강섬유의 절단이나 박형화를 초래하므로, 이 부분의 강도를 매우 저하시키게 된다.

또, 일본국 특공소37(1962)-12812호 공보에 기재한 적층관의 제조방법에서는, 열경화성 합성수지의 용액에 얀을 침지한 후에 심금상에 배치하므로, 용매가 적층관내에 다량으로 함유되어 경화시에 기포가 되어 제조된 적층관 내부에 기포가 다수 잔존하여, 적층관의 품질이 안정되지 않아 파손되기 쉬웠다.

또, 열경화성 합성수지의 용액에 얀을 침지한 직후에 여분의 수지를 고무판으로 제거한다고 해도 충분히 제거할 수 없고, 제조된 적층관의 수지중량비율이 많아져서, 무거운 적층관밖에 얻어지지 않으므로, 들었을 때의 중량감이 증가하여 조작성이 나빴다.

또, 열경화성 합성수지의 용액에 얀을 침지하므로 얀 1개마다 균일한 장력을 걸 수 없고, 제조된 적층관 내부에서 얀이 상하좌우로 사행(蛇行)한 상태로 되고, 벤딩강성이나 벤딩강력이 일정해지지 않으므로 적층관이 파손되기 쉽다는 문제나, 얀이 둥글게 되려고 하므로 두께가 일정하게 되지 않고, 제조된 적층관의 표면에 요철이 생겨 외층의 얀이 굴곡되어 벤딩강성, 벤딩강력이 저하되어 불안정하다는 문제가 생기고 있었다.

또, 이 타입의 낚시대용 적층관의 제조방법에 있어서는, 필요한 대의 벤딩강력이나 벤딩강성에서 적층관의 기단의 두께를 설정하여, 적층관의 기단을 베이스로 심금의 축방향으로 배치되는 얀의 중량이나 개수를 결정하지 않으면 안되므로, 선단 중실 원추부의 보강섬유량이 증대하고, 유연한 벤딩곡선을 그리는 적층관을 얻기 어렵고, 두께는 심금의 직경이 큰 밑둥부에서 얇고, 심금의 직경이 작은 선단부에서 크게 되어 있었다.

그러므로, 선단부의 중실 원추부의 외경은 불필요하게 굵고 무겁게 되어, 연마하여 폐기하는 재료가 많고, 들었을 때의 중량감이 매우 커서 조작성이 나쁜 대가 되고 있었다.

또, 일본국 특공소37(1962)-12812호 공보에 기재한 적층관의 제조방법에서는, 둘레방향으로 감는 얀 대신 프리프레그를 사용하면, 감긴 프리프레그에 함침되어 있는 수지가, 용액내의 용매에 의해 용해되어 프리프레그내의 보강섬유가 풀어지는 문제가 발생하는 단점도 있었다.

그래서 본 발명은, 수지량이 적고 경량이며, 중공 원통부와 중실 원추부와의 일체감이 높고, 또한 제조공정에서 작업환경을 향상시키는 낚시대용 적층관의 제조방법 및 낚시대용 적층관을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 낚시대용 적층관의 제조방법은, 선단(2D)측을 급테이퍼(2A)의 원추형상으로 형성한 심금(2)의 기단부측의 완만한 테이퍼부(2B)의 외주에 고강도ㆍ고탄성 보강섬유(13)를 최소한 상기 심금(2)의 둘레방향으로 감아 둘레방향 섬유층을 형성하고, 이 둘레방향 섬유층의 외주의 기부(2)에서 선단(2D)보다 끝까지 이 심금(2)의 축방향으로 합성수지를 함침시켜 반(半)건조시킨 고강도ㆍ고탄성 보강섬유다발(14)을 복수개 배치하여 축방향 섬유층(11B)을 형성하고, 이 축방향 섬유층(11B)의 외주에 가압테이프를 감아서 가열 경화시킨 후에 이 가압테이프를 제거하는 동시에 이 심금(2)을 탈심(脫芯)하여 마무리가공을 한다.

또, 본 발명에 의한 낚시대용 적층관(1)은, 기부의 중공 원통부(10)와 선단부 중실 원추부(20)를 일체로 형성하여 이루어지는 낚시대용 적층관(1)에 있어서,상기 중공 원통부(10)의 내주(11A)는, 둘레방향 및 축방향으로 고강도ㆍ고탄성 보강섬유를 배향시킨 프리프레그시트(13) 또는 프리프레그테이프의 권회층(卷回層)으로 이루어지며, 상기 중공 원통부의 외주(11B) 및 상기 선단부 중실 원추부(20)는, 기단에서 선단 (1A)에 걸쳐 축방향으로 배향된 고강도ㆍ고탄성 보강섬유수지층으로 이루어진다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 낚시대용 적층관의 선단부 부근을 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 실시형태에 의한 낚시대용 적층관의 제조방법에 사용되는 심금(芯金), 프리프레그시트, 얀프리프레그를 나타낸 개략도.

도 3은 종래의 낚시대용 적층관의 선단부 부근을 나타낸 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 낚시대용 적층관 1A : 선단

2 : 심금 2A : 선단측 급테이퍼부

2B : 기부측 완만한 테이퍼부 2D : 선단

10 : 중공(中空) 원통부 11A : 내층

11B : 외층 13 : 프리프레그시트

14 : 얀프리프레그 20 : 중실(中實) 원추부

본 발명의 실시형태에 의한 낚시대용 적층관(1) 및 낚시대용 적층관(1)의 제조방법에 대해 도 1 내지 도 2에 따라 설명한다.

낚시대용 적층관(1)은, 1개로 구성된 루어낚시대를 구성하고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기부를 구성하는 중공 원통부(10)와 선단부를 구성하는 중실(中實 : 속이 꽉찬) 원추부(20)에 의해 구성되어 있다.

중공 원통부(10)는 적층관이 도시하지 않은 기단에서 선단(1A)을 향하여 직경이 가늘어지는 완만한 테이퍼부(11)를 가지며, 직경이 가늘어지는 완만한 테이퍼부(11)의 한쪽 끝보다 적층관의 선단측의 부분은, 적층관의 도시하지 않은 기단에서 선단(1A)을 향하여 더욱 직경이 가늘어지는 급테이퍼부(12)를 가지고 있다.

낚시대용 적층관(1)을 구성하는 중공 원통부(10)의 직경이 가늘어지는 급테이퍼부(12)의 한쪽 끝에서 적층관의 선단(1A)에 이르는 부분은, 원추형상의 중실 원추부(20)로 구성되어 있다.

따라서, 중실 원추부(20)는 중공 원통부(10)의 급테이퍼부(12)에 일체적으로 형성되어 있으며, 급테이퍼부(12)는 완만한 테이퍼부(11)에 일체적으로 형성되어 있다.

중공 원통부(10)의 완만한 테이퍼부(11)는 내층(11A)과 외층(11B)으로 이루어지는 2층 구조로 되어 있다.

내층(11A)에는 프리프레그시트(13)(도 2)를 감음으로써 구성되어 있다. 프리프레시트(13)는 탄소섬유를 갖는 프리프레그시트를 유리스크림클로스로 덧붙인 것을 2플라이(fly) 감아 2층으로 함으로써 구성되어 있다.

구체적으로는, 프리프레그시트(13)에는 03유리스크림클로스에 의해 덧붙여진 토레카3053S-05로 이루어지는 토레카3053S-0503을 사용하고 있다.

프리프레그시트(13)내의 탄소섬유는 모두 낚시대용 적층관(1)의 축방향으로 지향하고 있다. 03유리스크림클로스를 구성하는 유리섬유는 축방향으로 지향하는 유리섬유와 둘레방향으로 지향하는 유리섬유를 편직(編織)하여 형성하고 있다.

토레카3053S-05는 탄소섬유중량이 55g／m², 수지량이 30WT％이며, 03유리스크림클로스는 유리섬유중량이 24g／m², 수지량이 31.4WT％이며, 토레카3053S-0503전체의 합계중량은 113.6g／m²이다.

프리프레그시트(13)의 토레카3053S-05, 03유리스크림클로스에는 열경화성 합성수지로서 에폭시수지를 함침시켜 반(半)건조시키고 있다. 프리프레그시트(13)내의 유리섬유는 둘레방향으로 감긴 고강도, 고탄성 보강섬유에 해당한다.

외층(11B)은 열경화성 합성수지로서의 에폭시수지와 탄소섬유다발로 이루어지는 얀프리프레그(14)를 낚시대용 적층관(1)의 축방향으로 지향시켜 구성되어 있다.

더욱 구체적으로는, 직경이 7미크론의 탄소섬유 3000개를 한 다발로 한 토레카T-700S-24톤 탄소섬유로 얀크기가 3K인 보강섬유다발에 에폭시수지를 함침시켜서 반건조시킨 얀프리프레그(14)가 32개 사용되어 외층(11B)은 구성되어 있다.

얀프리프레그(14)는 얀크기가 3K, 섬유중량이 0.198g／m, 수지량이 24WT％, 프리프레그중량이 0.261g／m, 섬유용적이 0.110m³／m, 수지용적이 0.050m³／m, 얀프리프레그의 용적이 0.160m³／m, 섬유용적비율이 68.6％, 탄성율이 15,873kg／mm²이다.

외층(11B)을 구성하는 얀프리프레그(14)가 배치된 후에 가압ㆍ가열되어, 프리프레그시트(13) 및 얀프리프레그(14)에 함침되어 있는 열경화성 합성수지가 경화되어, 외층(11B) 및 내층(11A)으로 이루어지는 2층 구조의 중공 원통부(10)를 형성한다.

축방향으로 배치되어 외층(11B)에 사용되고 있는 32개의 얀프리프레그(14)의각각은, 외층(11B)에 사용되고 있는 부분 이외의 부분이 중공 원통부(10)의 급테이퍼부(12), 중실 원추부(20)로서 사용되고 있다.

즉, 1개의 얀프리프레그(14)는 기부측의 완만한 테이퍼부(11)의 외층(11B)에서 중실 원추부(20)의 선단(1A)까지를 구성하도록 사용된다. 따라서, 중실 원추부 (20), 중공 원통부(10)의 급테이퍼부(12)는 완만한 테이퍼부(11)의 외층(11B)에 사용되고 있는 얀프리프레그(14)만이 사용되어 구성되고 있다.

제조된 낚시대용 적층관(1)의 전체 길이는 1800mm이며, 기단의 내경은 6.500 mm, 외경은 7.210mm이며, 내층(11A)과 외층(11B)과의 경계선으로 이루어지는 면에 의해 규정되는 적층관(1)의 반경방향의 단면의 직경, 즉 중간직경은 6.743mm이다.

급테이퍼부(12)의 중실 원추부(20)와 접속되어 있는 부분의 내경은 0.400mm이다. 또, 제조된 낚시대용 적층관(1)의 중량은 17.7g이며, 들었을 때의 중량감 즉, 모멘트는 13897gㆍmm이다.

낚시대용 적층관(1)의 제조방법에서 사용되는 심금(2)은, 대략 봉형을 이루어고 있으며, 선단측 급테이퍼부(2A)와 기부측 완만한 테이퍼부(2B)와, 기부측 급테이퍼부(2C)에 의해 구성되어 있다. 선단측 급테이퍼부(2A) 및 기부측 급테이퍼부(2C)는 원추형상을 하고 있다.

선단측 급테이퍼부(2A)의 선단은 심금(2)의 선단(2D)을 이루고, 기단측 급테이퍼부의 선단은 심금(2)의 기단(2E)을 이룬다. 심금(2)의 외경은, 선단(2D)에서는 Φ0.4mm, 선단으로부터의 거리가 50mm의 위치에서는 Φ1.9mm, 선단으로부터의 거리가 1500mm의 위치, 즉 기부측 완만한 테이퍼부(2B)와 기부측 급테이퍼부(2C)가접속되어 있는 위치에서는 Φ6.5mm이다.

낚시대용 적층관(1)의 제조에 있어서는, 먼저 심금(20)의 외주면 전체에 플루오르 등으로 이루어지는 이형제를 도포한다. 다음에, 기부측 완만한 테이퍼부 (2B)에 토레카3050S-0503을 사다리꼴형상으로 재단한 프리프레그시트(13)가 심금 (2)의 둘레방향으로 감긴다. 심금(2)에 프리프레그시트(13)를 감을 때에는, 프리프레그시트 (13)내의 탄소섬유가 심금(2)의 축방향으로 지향하도록 배치한다.

다음에, 프리프레그시트(13)가 감긴 심금(2)상에 배치되어 완만한 테이퍼부 (11)의 외층(11B), 급테이퍼부(12) 및 중실 원추부(20)를 이루는 얀프리프레그(14)의 개수, 중량을 결정한다.

얀프리프레그(14)의 중량, 개수는, 제조되는 낚시대용 적층관(1)에 요구되는 벤딩강성 및 벤딩강력에 따라 중실 원추부(20)의 급테이퍼부(12)와 접속되어 있는 부분의 외경을 결정하고, 이 외경에 가공갭을 더한 상태의 반경방향의 단면적으로 결정된다.

본 실시형태에 의한 낚시대용 적층관(1)의 제조방법에서는, 개수는 32개, 사용되는 얀프리프레그(14)는 토레카T-700S-24톤 탄소섬유로 얀크기가 3K인 보강섬유다발과 에폭시수지에 의해 구성되고 열경화성 합성수지를 24WT％함유하는 것으로 선정된다.

32개의 얀프리프레그(14)는 프리프레그시트(13)가 감긴 심금(2)의 둘레방향으로 등간격으로, 심금(2)의 축방향으로 지향한 상태로 배치된다.

얀프리프레그(14)는 심금(2)의 선단측 급테이퍼부(2A)와 기단측 완만한 테이퍼부(2B)가 접속되어 있는 위치로부터, 심금(2)의 선단측 급테이퍼부(2A)의 방향으로 배치되어 있고, 선단측 급테이퍼부(2A)의 선단보다 끝까지, 즉 심금(2)의 선단에서 이 축방향으로 이간한 소정의 위치까지 배치된다.

다음에, 배치한 얀프리프레그(14)의 위에서 가압테이프를 가압테이프의 양측면이 서로 겹치도록 나선형으로 감는다. 그리고, 가열노내에 늘어뜨려 가열함으로써 프리프레그시트(13) 및 얀프리프레그(14)내에 함침되어 있는 합성수지를 용융시키고, 다시 경화시킨다.

이 단계에서의 급테이퍼부(12)의 중실 원추부(20)와 접속되어 있는 한쪽 끝의 외경은 2.584mm, 중실 원추부(20)의 급테이퍼부(12)와 접속되어 있는 한쪽 끝의 외경은 2.55mm이며, 외경의 차이는 0.034mm이다. 급테이퍼부(2A)와 중실 원추부 (20)는 동축적인 위치관계이며 낚시대용 적층관(1)의 반경방향으로 축심을 중심으로 하여 선대칭의 위치관계에 2개 형성되어 있으므로, 외경의 차이를 2로 나눈 값이 단차의 값이며, 단차는 0.017mm이다.

마지막으로, 가압테이프를 박리하여 심금(2)을 빼고, 소정의 위치에서 적층관의 양단을 절단하여 외주면을 연마 가공하여 원하는 낚시대용 적층관(1)의 형상으로 한다.

얀프리프레그(14)를 축방향으로 배치시켜, 완만한 테이퍼부(2B)의 외층 (11B), 급테이퍼부(2A) 및 중실 원추부(20)를 1개의 얀프리프레그(14)를 통하여 구성하였으므로, 얀프리프레그(14)를 구성하는 열경화성 합성수지의 양을 얀프리프레그(14)내에서 균일해지도록 콘트롤하는 것이 가능해져서, 수지량을 20 내지 35％라는 낮은 값으로까지 임의로 콘트롤할 수 있다.

그러므로, 대의 대폭적인 경량화를 도모할 수 있다. 또, 얀프리프레그(14)의 건조상태를 용이하게 관리할 수 있으므로, 얀프리프레그(14)내의 용매의 잔존량을 1.5％ 이하로 하는 것이 가능해지고, 낚시대용 적층관(1)에 주입하는 용매의 양을 대폭적으로 감소할 수 있어, 낚시대용 적층관(1)의 강도의 안정, 향상을 도모할 수 있다.

또, 얀프리프레그(14)내의 얀 1개씩의 장력의 콘트롤이 용이해지고, 심금(2) 외주에 배치한 얀의 흐트러짐이 없어져서, 벤딩강성, 벤딩강력의 안정화와 향상을 도모할 수 있다.

얀프리프레그(14)는 반(半)건조상태이며 용매가 거의 없으므로, 심금(2)에 미리 프리프레그의 시트, 프리프레그클로스 등을 적층하고, 그 위에 얀프리프레그 (14)를 배치해도, 프리프레그시트(13)내의 보강섬유가 풀어지지 않는다.

그러므로, 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또, 낚시대용 적층관(1)을 제조하는 공장과는 별도의 환기상태가 좋은 방에서, 미리 얀에 수지를 함침ㆍ반(半)건조시켜 얀프리프레그(14)를 미리 제조해둘 수 있으므로, 적층관을 제조하는 공장내에 열경화성 합성수지와 용매의 탱크를 둘 필요가 없어 작업환경의 향상을 도모할 수 있다.

또, 프리프레그의 두께를 균일하게 할 수 있으므로, 심금(2)에 감긴 상태의 프리프레그표면에 요철이 생기지 않도록 할 수 있다. 그러므로, 프리프레그의 위에 배치되어 외층(11B)을 이루는 얀프리프레그(14)의 섬유배열이 안정되어 품질을향상시킬 수 있다.

또, 얀프리프레그(14)의 중량, 개수는 제조되는 낚시대용 적층관(1)에 요구되는 벤딩강성 및 벤딩강력에 따라 중실 원추부(20)의 급테이퍼부(12)와 접속되어 있는 부분의 외경이 결정되어, 이 외경에 의해 정해지는 단면적에서 결정되도록 할 수 있으므로, 마무리가공을 할 때에 낚시대용 적층관(1)의 선단을 구성하는 얀프리프레그(14)로 이루어지는 부분을 연마하여 폐기하는 손실을 크게 감소할 수 있다.

또, 기부의 심금(2) 직경이나 미리 적층되어 내층(11A)을 이루는 프리프레그시트(13)의 두께에 따라 외층(11B)의 내경이 설정되어, 외층(11B)의 외경을 계산할 수 있다.

그러므로, 얀프리프레그(14)와는 다른 각종의 탄성율, 강도를 갖는 프리프레그시트(13) 등을 내층으로서 사용할 수 있고, 설계의 자유도가 현격하게 향상하여 큰 경량화를 도모할 수 있고, 들었을 때의 중량감이 없고 조작성이 우수한 대를 얻을 수 있다.

또, 둘레방향 보강재로서 프리프레그 테이프단체(單體) 또는 프리프레그시트에의 맞붙임재를 사용할 수 있으므로 적층관의 두께가 안정되어 품질을 안정, 향상시킬 수 있다.

또, 완만한 테이퍼부(11)는 내층(11A)에 탄소섬유ㆍ유리섬유, 외층(11B)에 탄소섬유를 갖는 2층 구조이며, 급테이퍼부(12) 및 중실 원추부(20)는 탄소섬유를 가지며 유리섬유를 가지고 있지 않으므로, 휨이 원활하여 더욱 선단부 휨새가 좋은대를 얻을 수 있다.

또, 중공 원통부(10)의 완만한 테이퍼부(11)를 유리섬유와 탄소섬유가 혼재한 구조로 하였으므로, 유리와 탄소와의 중간 탄성율을 얻을 수 있고, 가벼운 대를 얻을 수 있다.

또, 유리섬유 등의 탄소섬유의 탄성율과는 다른 재료를 완만한 테이퍼부(11)에 혼재ㆍ배합시킴으로써, 완만한 테이퍼부(11)의 탄성율을 그 배합비율에 따라 조정하여 임의로 얻을 수 있다.

또, 심금(2) 선단 외경을 Φ0.4mm 이하로 함으로써, 중실 원추부(20)와 중공 원통부(10)와의 경계에 생기는 단차를 대폭적으로 감소시킬 수 있고, 마무리가공에서의 연마 후의 섬유절단 등으로 인한 파손을 방지할 수 있다.

다음에, 본 실시형태에 의한 낚시대용 적층관(1)의 효과를 명백하게 하기 위해, 본 실시형태에 의한 낚시대용 적층관(1)과 동등한 벤딩강성 및 벤딩강력을 갖는 도시하지 않은 종래의 낚시대용 적층관을, 전술한 일본국 특공소37(1962)-12812호 공보에 기재한 제조방법에 따라 제조하여 비교하였다.

종래의 낚시대용 적층관은 1개로 구성된 루어낚시대이며, 본 실시형태에 의한 낚시대용 적층관(1)과 유사한 구성을 하고 있으며, 중실 원추부와 중공 원통부로 이루어지며, 중공 원통부는 완만한 테이퍼부와 급테이퍼부로 이루어진다.

또, 완만한 테이퍼부는 외층과 내층으로 이루어지는 2층 구조로 되어 있다. 단, 중실 원추부, 중공 원통부의 급테이퍼부, 완만한 테이퍼부의 내층, 외층에 사용되고 있는 재료는, 본 실시형태에 의한 낚시대용 적층관(1)의 것과는 각각 다르다.

내층에는 탄소섬유로 이루어지는 얀, 더욱 구체적으로는 직경이 7미크론의 탄소섬유 3000개를 한 다발로 한 얀인 토레카T-700S-24톤 탄소섬유이며 얀크기가 3K인 보강섬유다발이 둘레방향으로 감겨 나선형으로 되어, 얀의 양측면이 서로 접촉한 상태로 되어 사용되고 있다.

또, 외층에는 내층에 사용되고 있는 얀과 동일한 얀 36개가, 에폭시수지용액에 침지되어, 내층을 구성하는 얀의 위에 둘레방향으로 균등한 간격으로 낚시대용 적층관의 축방향으로 지향하도록 배치되어 있다.

외층을 구성하는 얀이 배치된 후에 가열되어, 얀에 함침된 에폭시수지가 경화되어, 외층 및 내층으로 이루어지는 2층 구조의 중공 원통부를 이룬다.

에폭시수지용액에 침지되어 외층에 사용된 36개의 얀은, 본 실시형태와 마찬가지로, 각각 중공 원통부의 급테이퍼부 및 중실 원추부에도 사용되고 있으며, 얀이 배치된 후에 가열되어 얀에 함침한 에폭시수지가 경화됨으로써, 급테이퍼부 및 중실 원추부를 구성한다.

낚시대용 적층관의 전체 길이는 1800mm이며, 기단의 외경은 Φ8.734mm, 내경은 8.000이다. 급테이퍼부의 중실 원추부에 접속되어 있는 부분의 내경은 0.800mm이다. 낚시대용 적층관의 중량은 24.0g이며, 들었을 때의 무게, 즉 모멘트는 197 08gㆍmm이다.

비교되는 종래의 낚시대용 적층관의 제조방법은, 본 실시형태에 의한 낚시대용 적층관(1)의 제조방법과는 약간 다르다.

구체적으로는, 심금에는 프리프레그시트가 아닌 얀을 둘레방향으로 나선형으로 감아 얀의 측면이 서로 접한 상태로 하고, 그 위에 얀프리프레그가 아닌 열경화성 합성수지를 함침시킨 얀을 심금의 축방향으로 배치하는 점에서 본 실시형태에 의한 낚시대용 적층관의 제조방법과는 다르다.

얀은 본 실시형태에서의 얀프리프레그가 갖는 얀과 동일하며, 열경화성 합성수지를 함침시킨 상태의 얀은, 수지량이 50WT％, 중량이 0.396g／m, 수지용적이 0.158m³／m, 얀의 용적이 0.268m³／m, 섬유용적비율이 41.0％, 탄성율이 9,487kg／ mm²이다.

얀의 중량이나 개수는, 본 실시형태에 의한 낚시대용 적층관의 벤딩강력이나벤딩강성치를 기준으로서 결정하였다.

종래의 낚시대용 적층관의 제조방법에서는, 개수는 36개, 중량은 0.198g／m, 사용되는 얀은 토레카T-700S-24톤 탄소섬유로 얀크기가 3K인 보강섬유다발로 결정하였다.

또, 심금의 형상도 다르다. 심금은 대략 봉형을 하고 있으며, 한쪽 끝에서 타단을 향하여 직경이 작아지는 완만한 테이퍼를 갖고 있다. 한쪽 끝은 심금의 기단을 이루고, 타단은 심금의 선단을 이룬다.

심금의 외경은 선단에서는 Φ0.8mm, 선단으로부터의 거리가 1500mm의 위치, 즉 기단의 위치에서는 Φ8.0mm이다. 이들 이외에는 본 실시형태에 의한 낚시대용 적층관(1)의 제조방법과 동일하다.

또, 비교되는 종래의 낚시대용 적층관의 제조방법에 있어서의 마무리가공을하기 전 단계의 급테이퍼부의 선단의 외경은 3.595mm, 중실 원추부의 급테이퍼부의 선단과 접속되어 있는 부분의 외경은 3.505mm이다. 따라서, 외경의 차이는 0.090 mm이며, 외경의 차이를 2로 나눔으로써 구해지는 단차의 값은 0.045mm이다.

본 실시형태에 의한 낚시대용 적층관(1)과 종래의 낚시대용 적층관을 비교하면, 종래의 낚시대용 적층관에 대해 본 실시형태에 의한 낚시대용 적층관의 중량은 73.8％로 경량화되어 있다.

또, 기단의 외경은 82.5％로 소경화되고, 모멘트는 70.5％로 작게 되어 있으며, 상품가치가 현격하게 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 중실 원추부의 급테이퍼부의 선단과 접속되어 있는 부분에 생기는 단차는, 35.8％로 대폭적으로 작게 되어 있으며, 마무리가공에 있어서의 연마에 의해 중공 원통부가 손상을 받아 꺾여지는 일이 없어져서, 품질이 현격하게 향상되는 것을 알 수 있다.

본 발명에 의한 낚시대용 적층관의 제조방법 및 낚시대용 적층관은 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 특허청구의 범위에 기재한 범위에서 각종 변형이나 개량이 가능하다.

예를 들면, 본 실시형태에서는 축방향으로 배치되고, 또한 둘레방향으로 감긴 고강도ㆍ고탄성 보강섬유로서 탄소섬유, 유리섬유를 사용하였지만, 탄소섬유는 저탄성, 중탄성, 고탄성중 어느 것이라도 되며, 또 케블러 등의 유기섬유, 보론, 아모르퍼스 등의 금속섬유라도 된다.

이들 중 하나를 단독으로 사용해도 되며, 2종류 이상의 섬유를 겹쳐서 배치해도 되며, 병렬로 하여 배치해도 된다. 따라서, 프리프레그시트로서는 일방향균일시트, 직교시트, 맞붙임시트, 유리스크림클로스만으로 이루어지는 프리프레그시트, 직물이라도 된다.

또, 형상은 시트가 아니어도 되며 테이프형의 것을 양측면이 겹치도록 나선형으로 감도록 해도 된다.

또, 본 실시형태에서는 열경화성 합성수지로서 에폭시수지를 사용하였지만, 불포화폴리에스테르수지, 페놀수지 등을 사용해도 된다.

또, 얀프리프레그의 수지량은 24wt％였지만, 35％WT 이하라면 되고, 20 내지 30WT％인 것이 바람직하다.

또, 외층에 얀프리프레그가 사용되는 것이라면, 내층에는 프리프레그시트가 사용되지 않아도 되며, 예를 들면 내층에는 얀이 사용되어도 된다.

청구항 1에 기재한 낚시대용 적층관의 제조방법에 의하면, 권회층(卷回層)의 외주의 기부에서 선단보다 끝까지 심금의 축방향으로 합성수지를 함침시켜 반(半)건조시킨 고강도ㆍ고탄성 보강섬유다발을 복수개 배치하여 축방향 섬유층을 형성하도록 하였으므로, 고강도ㆍ고탄성 보강섬유다발을 구성하는 열경화성 합성수지의 양을 합성수지를 함침시켜 반(半)건조시킨 고강도ㆍ고탄성 보강섬유다발속에서 균일해지도록 콘트롤하는 것이 가능해지고, 수지량을 20 내지 35％라는 낮은 값으로까지 임의로 콘트롤할 수 있다. 그러므로, 낚시대용 적층관의 대폭적인 경량화를 도모할 수 있다.

또, 합성수지를 함침시켜 반(半)건조시킨 고강도ㆍ고탄성 보강섬유다발의 건조상태를 용이하게 관리할 수 있으므로, 합성수지를 함침시켜 반건조시킨 고강도ㆍ고탄성 보강섬유다발중의 용매의 잔존량을 감소시키는 것이 가능해져서, 낚시대용 적층관에 주입하는 용매의 양을 대폭적으로 감소할 수 있어, 낚시대용 적층관의 강도의 안정, 향상을 도모할 수 있다.

또, 합성수지를 함침시켜 반건조시킨 고강도ㆍ고탄성 보강섬유다발중의 얀 1개씩의 장력의 콘트롤이 용이해지고, 심금 외주에 배치한 얀의 흐트러짐이 없어져서, 낚시대용 적층관의 벤딩강성, 벤딩강력의 안정화와 향상을 도모할 수 있다.

또, 합성수지를 함침시켜 반건조시킨 고강도ㆍ고탄성 보강섬유다발에는 용매가 거의 없으므로, 심금에 미리 프리프레그시트, 프리프레그클로스 등을 적층하여, 그 위에 합성수지를 함침시켜 반건조시킨 고강도ㆍ고탄성 보강섬유다발을 배치해도, 프리프레그시트중의 보강섬유다발이 풀어지지 않는다.

그러므로, 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또, 낚시대용 적층관을 제조하는 공장과는 별도의 환기상태가 좋은 방에서, 미리 얀에 합성수지를 함침시켜 반건조시킨 고강도ㆍ고탄성 보강섬유다발을 제조해둘 수 있으므로, 적층관을 제조하는 공장내에 열경화성 합성수지와 용매의 탱크를 둘 필요가 없어, 작업환경의 향상을 도모할 수 있다.

또, 내층의 둘레방향 보강재에 프리프레그시트나 프리프레그테이프, 프리프레그클로스테이프 등을 사용할 수 있으므로, 섬유의 보풀이 없어져서 작업환경의 향상을 도모할 수 있다.

또, 프리프레그의 두께를 균일하게 할 수 있으므로, 심금에 감겨진 상태의 프리프레그 표면에 요철이 생기지 않도록 할 수 있다. 그러므로, 프리프레그의 위에 배치되어 외층을 이루는 합성수지를 함침시켜 반건조시킨 고강도ㆍ고탄성 보강섬유다발의 섬유배열이 안정되어, 품질을 향상시킬 수 있다.

또, 기부의 심금직경이나 미리 적층되어 내층을 이루는 프리프레그시트의 두께에 따라 외층의 내경이 설정되어, 외층의 외경을 계산할 수 있다. 그러므로, 합성수지를 함침시켜 반건조시킨 고강도ㆍ고탄성 보강섬유다발과는 다른 각종의 탄성율, 강도를 갖는 프리프레그시트 등을 내층으로 하여 사용할 수 있고, 설계의 자유도가 현격하게 향상하여, 크게 경랑화를 도모할 수 있고, 들었을 때의 중량감이 없고 조작성이 우수한 낚시대용 적층관을 얻을 수 있다.

또, 둘레방향 보강재로서 프리프레그 테이프단체(單體) 또는 프리프레그시트에의 맞붙임재를 사용할 수 있으므로 적층관의 두께가 안정되어 품질을 안정, 향상시킬 수 있다.

청구항 2에 기재한 낚시대용 적층관에 의하면, 중공 원통부의 내주는 둘레방향 및 축방향으로 고강도ㆍ고탄성 보강섬유를 배향시킨 프리프레그시트 또는 프리프레그테이프의 권회층으로 이루어지며, 중공 원통부의 외주 및 선단부 중실 원추부는, 기단에서 선단에 걸쳐 축방향으로 배향된 고강도ㆍ고탄성 보강섬유층으로 이루어지도록 하였으므로, 고강도ㆍ고탄성 보강섬유수지층을 구성하는 얀프리프레그의 열경화성 합성수지의 양을 얀프리프레그내에서 균일해지도록 콘트롤하는 것이 가능해지고, 수지량을 20 내지 35％라는 낮은 값으로까지 임의로 콘트롤할 수 있다. 그러므로, 낚시대용 적층관의 대폭적인 경량화를 도모할 수 있다.

또, 얀프리프레그의 건조상태를 용이하게 관리할 수 있으므로, 얀프리프레그내의 용매의 잔존량을 저감시키는 것이 가능해져, 낚시대용 적층관에 주입하는 용매의 양을 대폭적으로 감소할 수 있어, 강도의 안정, 향상화가 도모된 낚시대용 적층관으로 할 수 있다.

또, 얀프리프레그중의 얀 1개씩의 장력이 정확하게 콘트롤되어, 심금 외주에 배치한 얀의 흐트러짐이 없고 벤딩강성, 벤딩강력의 안정화와 향상이 도모된 낚시대용 적층관으로 할 수 있다.

얀프리프레그는 반건조상태이며 용매가 거의 없으므로, 심금에 미리 프리프레그의 시트, 프리프레그클로스 등을 적층하여, 그 위에 얀프리프레그를 배치해도,프리프레그시트중의 보강섬유가 풀어지지 않는다.

그러므로, 설계의 자유도가 향상된 낚시대용 적층관으로 할 수 있다. 또, 낚시대용 적층관을 제조하는 공장과는 별도의 환기상태가 좋은 방에서, 미리 얀에 수지를 함침하여 얀프리프레그를 제조해둘 수 있으므로, 적층관을 제조하는 공장내에 열경화성 합성수지와 용매의 탱크를 둘 필요가 없어 작업환경의 향상을 도모할 수 있는 상태에서 제조되는 낚시대용 적층관으로 할 수 있다.

내층에 축방향의 섬유를 배향시키므로, 외층의 얀프리프레그의 중량, 개수는 중실 원추부의 급테이퍼부와 접속되어 있는 부분의 외경에 따라 정해지는 단면적으로 결정할 수 있고, 외층의 얀프리프레그의 중량, 개수의 저감이 도모되어 경량이며 또한 들었을 때의 중량감이 없는 가는 적층관에 요구되는 벤딩강성 및 벤딩강력을 얻을 수 있다.

또, 중공 원통부의 내주는 둘레방향 및 축방향으로 고강도ㆍ고탄성 보강섬유를 배향시킨 프리프레그시트 또는 프리프레그테이프의 권회층으로 이루어지므로, 제조되는 과정에서 섬유의 보풀이 없어져서 작업환경의 향상이 도모된 상태에서 제조되는 낚시대용 적층관으로 할 수 있다.

또, 프리프레그의 두께를 균일하게 할 수 있으므로, 심금에 감겨진 상태의 프리프레그 표면에 요철이 생기지 않도록 할 수 있다. 그러므로, 프리프레그의 위에 배치되어 외층을 이루는 얀프리프레그의 섬유배열이 안정되어, 품질이 향상된 낚시대용 적층관으로 할 수 있다.

또, 기부의 심금직경이나 미리 적층되어 내층을 이루는 프리프레그시트의 두께에 따라 외층의 내경이 설정되어, 외층의 외경을 계산할 수 있다. 그러므로, 얀프리프레그와는 다른 각종 탄성율, 강도를 갖는 프리프레그시트 등을 내층으로서 사용할 수 있고, 설계의 자유도가 현격하게 향상하여 크게 경량화를 도모할 수 있고, 들었을 때의 중량감이 없고 조작성이 우수한 낚시대용 적층관으로 할 수 있다.

또, 둘레방향 보강재로서 프리프레그테이프단체(單體) 또는 프리프레그시트에의 맞붙임재를 사용할 수 있으므로 두께가 안정되어 품질을 안정, 향상시킨 낚시대용 적층관으로 할 수 있다.

Claims (2)

1. 선단측을 급테이퍼의 원추형상으로 형성한 심금(芯金)의 기단부측의 완만한 테이퍼부의 외주에 고강도ㆍ고탄성 보강섬유를 최소한 상기 심금의 둘레방향으로 감아 둘레방향 섬유층을 형성하고, 이 둘레방향 섬유층의 외주의 기부에서 선단보다 끝까지 이 심금의 축방향으로 합성수지를 함침시켜 반(半)건조시킨 고강도ㆍ고탄성 보강섬유다발을 복수개 배치하여 축방향 섬유층을 형성하고, 이 축방향 섬유층의 외주에 가압테이프를 감아서 가열 경화시킨 후에 이 가압테이프를 제거하는 동시에 이 심금을 탈심(脫芯)하여 마무리가공을 하는 것을 특징으로 하는 낚시대용 적층관의 제조방법.
2. 기부의 중공(中空) 원통부와 선단부 중실(中實 : 속이 꽉찬) 원추부를 일체로 형성하여 이루어지는 낚시대용 적층관에 있어서,

   상기 중공 원통부의 내주는, 둘레방향 및 축방향으로 고강도ㆍ고탄성 보강섬유를 배향시킨 프리프레그시트 또는 프리프레그테이프의 권회층(卷回層)으로 이루어지며,

   상기 중공 원통부의 외주 및 상기 선단부 중실 원추부는, 기단에서 선단에 걸쳐 축방향으로 배향된 고강도ㆍ고탄성 보강섬유수지층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 낚시대용 적층관.