JPH0341061B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ 発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば釣竿、ゴルフシヤフト、バト
ミントン用ラケツトシヤフト等に適用される積層
管の製造方法に関する。

従来、ボロン、カーボン、ケプラー、グラス、
グラフアイト等の高強度繊維からなる積層管の製
造方法としてシートローリング製造方法が知られ
ている。

上記シートローリング製造方法は、上記高強度
繊維に熱硬化性樹脂を含侵し、半硬化させたプリ
プレグを台形に栽断し、これを芯金に捲回して外
周にテープを巻着するか、又は外型を型締めして
加圧し、これを加熱して硬化させ、冷却後テー
プ、外型除去と脱芯金して積層管を得るようにし
たものであるが、かゝる製造方法によると次のよ
うな工程が必要である。

材料メーカー側において 一方向引揃えプリプレグとする場合 (1) ヤーンのボビンを並べる。

(2) 引揃えたヤーンを広げ、厚さを均一にする。

(3) 引揃えたヤーンへ前もつて所定厚さに仕上げ
た熱硬化性樹脂フイルムをホツトメルトで溶着
する。

(4) これに離型紙、セパレートフイルムを貼り合
わせる。

(5) 出来あがつたプリプレグを梱包し出荷する。
この時点におけるプリプレグの種類は、糸の材
質、プリプレグの厚さ、縦糸、横糸密度等で漠
大なものになり、非常に大きなスペースの保冷
用冷蔵冷凍庫が必要であり管理も大変である。

成形メーカー側において (1) 裁断…入手したプリプレグを解梱し、ロール
を引き伸ばし台形に裁断する。

(2) クロス付け…離型剤、接着剤を塗布した芯金
に裁断したプリプレグをアイロン等で貼
り付ける。

(3) ローリング…クロス付けが済んだ芯金をテー
ブル上に置き、加圧しながら巻き込んで
行く。

(4) テーピング…ローリングが済んだものゝ外周
へセロフアン、ポリエステル等のテープ
を３〜５Kgの張力をかけて巻き付ける
か、又は外型を型締めする。

(5) 焼成…加熱炉へ入れ100〜150℃で２時間加熱
し硬化させる。

(6) 芯金分離…芯金と硬化した素材を分離する。

(7) テープ又は外型除去…吹き出した樹脂によつ
てテープ剥離、脱外型が困難な状態となつてい
るのでテープ又は外型に離型剤を塗布したもの
を使用する。

(8) 両端切断…素材を所定の寸法に切断する。

(9) 外型研磨…素材表面にできたテープの喰い込
んだ段差又はパーテイングラインを除去する
為、研磨紙等で研磨する。この時繊維を研磨し
て切断してしまい、著しい強度低下が発生す
る。

(10) 合せ加工…釣竿の場合、特に継ぎ合せ部を加
工し、±0.02の精度に仕上げる。

(11) 塗装…目止メ塗装、硬化、研磨工程を経て上
塗り塗装をする。

成形物（積層管）の構造 (1) シートローリングの方法では必ず巻き始めと
巻き終りがあり、この重なり部ａが第６図イ〜
ハに示した如く最低でも１個所以上発生する。

(2) これが為、重なり部の強度低下が発生する
（特に圧縮に対しては横糸が重なり部ａで切れ
ている為、剥離が発生し易い） (3) 又縦糸の重なり部ａが発生するることにより
周方向に均一な肉厚が得られない為、成形時の
曲げ（歪み）等の不良が発生し易く、又重なり
部ａの重量の増加が発生する。

例えば第７図に示した如く36度の重なりの場
合、重なり部のないものに比較して10％の重量
増加となる。

(4) 第８図イ，ロに示したようにプリプレグｂを
台形、二等辺台形に裁断した場合、芯金ｃの軸
方向（０度）に対し縦繊維は図示の如く変化し
ており、角度が大きくなるにつれ物性値が低下
する。

(5) 同様に横糸も角度がつくと第９図イ，ロ、第
１０図イ，ロに夫々示した如くなる。

第９図イ，ロは不等辺台形の場合を示し、第１
０図イ，ロは等辺台形の場合を示しており、不等
辺台形の場合はスタート位置には戻らない為、横
糸同志のつながりはない。一方、等辺台形の場合
はスタート位置にもどる。

これらの縦糸、横糸の角度の変化は物性を著し
く低下させる。

又、シートローリングの方法では、横糸が全て
独立し、寸断されている為、この横糸一本が重な
り合わないと横方向（周方向）の強度は著しく低
下する。従つて通常の不等辺台形の場合は最悪の
状態となる等の問題があり、又特開昭47−34682
号公報で知られているように、フイラメントワイ
ンデング法で第１層を構成して、短繊維・中繊
維・長繊維と長さの異なる縦繊維を適当本数とり
それらの一端を揃えて束にし、各横断面の繊維密
度を均等に成形したものに合成樹脂を浸潤させて
錐体状に硬化させ芯金の円周の幾分割かの大きさ
の繊維強化樹脂錐体を作り、これを第１層の周囲
に円周を囲むように並べ第２層とし、さらにその
外周にフイラメントワインデング法により大螺旋
角で第３層を構成しその逆向の大螺旋角で第４層
を構成することにより樹脂テーパー管全体として
管厚を均等にし、横断面に対する繊維密度の均等
化を計れる積層管の製造方法が知られている。

然しながらこの方法によれば繊維強化樹脂錐体
を作るのに短繊維・中繊維・長繊維を揃えて束に
し、各横断面の繊維密度を均等に成形したものに
合成樹脂を浸潤させ錐体状に硬化させる工程が別
工程となり、しかも１本の積層管を作るのに多数
の繊維強化樹脂錐体が必要であること、第３層・
第４層の大螺旋角によるフイラメントワインデン
グ法の工程で折角揃えて真直ぐに束にした短・
中・長の各繊維が曲げられるために強度の低下を
招くといつた問題があつた。

［発明が解決しようとする問題点］ そこで本発明は上述従来方法の問題点を排除し
て、軽量で、かつ高い強度が得られ、しかも作業
が容易で安価に成形できるようにしたのが、その
目的である。

ロ 発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 即ち本発明は、高強度繊維を織成糸とし、芯金
に対して放射状に配置される連続した複数本の縦
糸と、この縦糸の間隙を埋めるよう放射状に配置
される少なくとも２本単位で切断された縦糸と、
これら縦糸と互に直交する複数本の連続した横糸
とにより芯金を基準として織物を織成し、かつこ
の織物が同時に多層状にわたつて織成されること
によつて素材を層成し、これに熱硬化性樹脂を含
浸させ、半乾燥させた後に、該素材を常法により
加圧し、硬加させた後、加圧解除、脱芯金して積
層管を得るようにし、これによつて上述問題点を
解決したのである。

〔実施例〕

以下本発明方法の実施例を詳述する。

先ず本発明方法の工程を説示する。

構成材料には黒鉛、カーボン、ガラス等の高強
度繊維が使用される。

この場合、上記構成材料の種類はヤーンのサイ
ズ及び材質の種類のみとなり、例えばカーボンの
場合は 1000フイラメント（φ7μ×1000本）
0.0667ｇ／ｍ 3000 〃 （φ7μ×3000本） 0.2ｇ／ｍ 6000 〃 （φ7μ×6000本） 0.4ｇ／ｍ 以上３種類のみで充分である。

シートの場合は１m²当りの繊維重量（ｇ）が
55，75，100，105，150，175，200，225，250の
９種類必要であつた。

ヤーンをボビン又はシヤトルに巻いた状態で入
手し、これを織機へセツトする。

積層管の仕様をインプツトする 縦糸本数（各層別） 縦糸切断位置、本数（各層別） 横糸密度（各層別）と密度の変更位置 長さ 織開始位置 離型剤及び接着剤を塗布した芯金を織機に挿入
する。

織工程 インプツトによつて縦糸のみ０（横糸のみ） 横糸のみ０（縦糸のみ）の織も可能である かくして本発明方法は第１図に示したように、
芯金１の外周に上記ヤーンからなる縦糸２と横糸
３を直交状に配置することによつて織物を織成す
るのであり、これは芯金１を織機にセツトした状
態で織成する。

又、上記縦糸２は芯金１の長さ方向へ適当間隔
に、かつ放射状に配置し、これと直交状に横糸３
は配置されるのであつて、第２図に示したよう
に、上記縦糸２は連続した複数本の縦糸２ａと、
該各縦糸２ａの間隙を埋めるように配置される少
なくとも２本単位の切断された縦糸２ｂとからな
り、該切断された縦糸２ｂはテーパ付芯金１に対
してその径大部側に配置されるのであり、一方横
糸３は芯金１の基端部１ａから織開始し、先端部
１ｂで織終了するよう連続して配置されるのであ
り、又横糸３の織密度は、第１図に基本的横糸密
度変化を示したように芯金１の基端部１ａ側で密
に、そ中間部１ｃにあつては、その基端部側から
先端部側へ徐々に粗になるよう密度を変化させて
織成される。

又、縦糸２と横糸３を上述のような配置として
織物が４が織成される際、第３図に矢印Ｐ，Ｐ方
向へ横糸３の張力が働く為、縦糸２は内側へ紋ら
れて相互に接近し、所定の間隔となる。

又、切断された縦糸２ｂは、その長さを異なら
しめた複数単位となし、第２図に例示した如く、
芯金１の基端部１ａに一端を揃えた状態で配置さ
れる。

そして、上記織物４は同時に所望の多層に織成
して素材は層成される。

織速度は４本／cmの横糸密度の場合で１ｍ／30
秒が可能である。

又切断された縦糸２ｂは切断されると同時にそ
のまゝ織りとは関係ない位置に保持され、一方連
続する縦糸２ａは織りが完了した時点で切断され
保持される。

従つて縦糸２は織開始を10本とすると８本、６
本、４本といつたように減少し、織りが完了した
時点では初期のスタート時と同様10本にもどるこ
とになる。

一方、横糸３は切断されずに連続した状態であ
り、織りがストツプした間は芯金１の送りに応じ
て引き出されて行く。

次の芯金は前の芯金と連続した状態で供給さ
れ、次に指定された織開始位置から織りがスター
トされる。

このように芯金１の外周に織成され、熱硬化性
樹脂（例えばエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂）
を所定量含侵し、半乾燥させ、溶媒を除去した後
にこの層成された素材の外周にテーピング又は外
型装着を行なつて加圧し、加熱炉に入れ100〜150
℃で２時間加熱し、硬化させた後、硬化した素材
から芯金１を分離し、次いでテープ又は外型を除
去し、次いで両端部を切断して所望長さとし、次
いで外径研磨、合わせ加工、塗装を行ない積層管
を得るのである。

このようにして成形された積層管５の構造は、
第４図に示した如く円周上に等肉の均一な素材４
ａが得られ、縦繊維の重なりは無く、目開きもな
い状態である。

横糸３は連続している為圧縮による強度は従来
品と比較して20％向上した。

等肉の均一な素材が得られることによつて重量
は10％軽減し、素材の曲り、そりは半減した。

縦糸２は芯金１に対し放射状に配置される為剛
性、強度共に10％向上した。

横糸３の角度は送りのピツチによつても変化す
るが連続しているので圧縮強度が向上する。

多層織機による構造は、第５図イ〜ヘに夫々示
した如き任意の構造が得られ、又この構造の内縦
糸２、横糸３の材料は黒鉛、カーボン、ケプラ
ー、ガラス等の高強度糸の何れも使用可能であ
る。第５図イ〜ヘは積層管の横断面構造の一例を
示したものであつて、イは三層共にクロス、ロは
内外両層がクロス、中間層は縦糸２のみ、ハは内
層がクロス、中間層が縦糸２のみ、外層が横糸３
のみ、ニは内層が横糸３のみ中間層が縦糸２の
み、外層がクロス、ホは内層がクロス、中間層が
クロス、外層が縦糸２のみ、ヘは内層が横糸３の
み、中間層が縦糸２のみ、外層が横糸３のみであ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の釣竿等積層管の製
造方法によれば、前もつて織成糸で芯金を基準と
して織成して筒状織物を層成し、これに熱硬化性
樹脂を含侵させるようにしたから織成作業が極め
て容易となるるものであり、従つてあらかじめ熱
硬化性樹脂を含侵したヤーンプリプレグにて織成
するようにした方法では織り難く、作業能率が上
がらないばかりでなく、ヤーンプレプレグの走行
経路に含浸した熱硬化樹脂が滴下したり、織機の
各所に付着し機械を汚損するなど不経済なばかり
でなく作業能率も悪かつたが、本発明方法による
と、上記織成作業能率を上記方法に比べて格段に
向上させることができると共に、従来方法に比べ
て素材材料の種類が減少し、熱硬化樹脂の消費量
も減少し、ストツクスペースの減少及び管理が容
量となり、又種々の織組、材料構造が任意に選択
でき、しかも高速度で芯金に対応して織りあげる
ことができる為、生産性に優れて大巾にコストダ
ウンでき、又積層管５は円周上に均一な肉厚を有
して成形されるので、曲げ、そりの不良品発生が
極めて少なくなり、かつ重なる部分がないので方
向性が無くなると共に、縦糸２が芯金１に対して
常に0゜になるよう放射状に配置させるので、重
量、剛性、強度共に従来方法で成形した積層管に
比べて10％程度向上でき、更に、繊維は周方向の
何れの位置においても均等に配列されているので
くせのないスムーズな曲りが得られ、更に又横糸
３を任意の密度に織り込めると共に、必要最小限
の横糸３で成形できるから高強度で軽量な積層管
を成形できる等、幾多の優れた利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る釣竿等積層管の製造方法
における芯金と横糸配置密度を示した説明図、第
２図は同方法における縦糸配置例を示した説明
図、第３図は同方法における縦糸と横糸の配置例
を示した織物の一部拡大平面図、第４図は同方法
によつて成形した積層管の略示横断面図、第５図
イ〜ヘは同方法によつて成形した積層管の多層構
造例を一部断面して夫々示した各略示横断面図、
第６図イ，ロ，ハは従来のシートローリング方法
によつて成形した素材の各略示横断面図、第７図
は従来方法における素材の重なり部を示した説明
図、第８図イ，ロは従来方法におけるプリプレグ
と芯金との関係を夫々示した各平面図、第９図
イ，ロ、第１０図イ，ロは従来方法によつて得た
素材の横糸配置例を夫々示した各側面図とその各
矢視図である。 １……芯金、２……縦糸、２ａ……連続した複
数本の縦糸、２ｂ……切断された２本単位の縦
糸、３……横糸、４……織物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高強度繊維を織成糸とし、芯金に対して放射
   状に配置される連続した複数本の縦糸と、この縦
   糸の間隙を埋めるよう放射状に配置される少なく
   とも２本単位で切断された縦糸と、これら縦糸と
   互に直交する複数本の連続した横糸とにより芯金
   を基準として織物を織成し、かつこの織物が同時
   に多層状にわたつて織成されることによつて素材
   を層成し、これに熱硬化性樹脂を含浸させ、半乾
   燥させた後に、該素材を常法により加圧し、硬化
   させた後、加圧解除、脱芯金して積層管を得るよ
   うにしたことを特徴とする釣竿等積層管の製造方
   法。