JPS649933B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、バトミントンラケツト、テニスラケ
ツト、釣用玉網等のフレーム、又は曲りゴルフシ
ヤフト、曲りスキーストツク等、弯曲した積層管
を製造する方法に関する。

従来、曲体成形物の成形法として、樹脂含浸補
強繊維を発泡性合成樹脂又は中空ゴム管に覆いか
ぶせ、加熱成形時の発泡による膨張圧又は圧入空
気による中空管の膨張によつて成形する内圧成形
法が採用され、樹脂を含浸する補強繊維の形態と
して編組物、袋状織物、フイラメントワインデイ
ング品が使用されていた。

樹脂を含浸した補強繊維にプリプレグシートを
使用する方法として原理的に同様の方法が考えら
れるが、内部からの膨張があつた場合、シートワ
インデイング品に破裂を生じる等の問題があり、
実用化されていないのが実状である。

本発明に係る製造法は、シートワインデイング
法に於いて、耐熱性、耐圧性、屈曲性を有する芯
体を使用し、外圧成形法をとるため、上記した如
き問題点がなく、且つシートの使用パターンを適
宜調節することにより、任意の剛性、弾性率を有
する弯曲積層管（成形品）を製造することが出
来、ラケツト、玉網フレーム、曲りシヤフト等を
容易に製造し得ること、又得られる製品は繊維の
強度、剛性を有効に使えるため軽量で高強度のも
のとなる等の技術的進歩性がある。

即ち、本発明の製造法は、高強度、高弾性率繊
維よりなる樹脂含浸プリプレグシートを所定のパ
ターンに切断した後、耐熱性、耐圧性、屈曲性を
有する芯体に捲き付け、その周面に収縮テープ又
は収縮チユーブを捲回又は被覆し、次いで所望の
型に捲き付け定着して必要に応じて外圧下に加熱
硬化せしめ、硬化後芯体を抜き取り又は必要に応
じ残存させたもので、プリプレグシート、芯体、
加圧加熱法の巧みな組合せに特徴を有する。

本発明に於いて使用される高強度、高弾性率繊
維としては、炭素繊維、ガラス繊維、芳香族ポリ
アミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、シリコ
ンカバーイト繊維等の長繊維から選ばれる１種又
は２種以上の組合せが好ましく、そうした繊維に
よつて成形するプリプレグシートの形態としては
一方向引揃えシート、織布、マツト等が挙げられ
る。

上記した形態のシートに含浸する樹脂は、エポ
キシ樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂が
望ましい。

樹脂を含浸したプリプレグシートが捲回される
芯体には、スチール、ステンレススチール、アル
ミ、銅等の金属、ポリエステル、ナイロン、ポリ
プロピレン、テフロン等の耐熱性合成樹脂等から
選ばれる中実又は中空の耐熱性、耐圧性、屈曲性
のある棒状材料を使用し得る。

又、芯体の断面形状は円、楕円、四角、凹型
等、用途に合わせて任意に決定し得る。

要するに、芯体はプリプレグシートを捲き付け
た後、所望の形状に曲げ得る程度の屈曲性を有す
ると共に、加熱加圧成形時に芯体が実質的に座屈
破壊しない耐熱性と耐圧性を有する棒状材料であ
れば使用出来る。

更に、中空体の場合も必要に応じ中心に芯棒を
入れてプリプレグシートの捲き付け加工をすれば
よく、チユーブ状で容易に屈曲するものでも差支
えない。中実の芯体は弯曲成形後に引き抜いて成
形積層管のみが使用に供されるが、中空の芯体を
使用する場合、弯曲成形後に芯体を引き抜いて成
形積層管のみを使用したり、又、物性、重量の面
で差支えのない範囲で芯体を残存させ、複合積層
管として使用することも可能である。

このような中空状の芯体としては、FRPチユ
ーブが好適であるが、ポリエステル、ナイロン等
の合成樹脂チユーブでも差支えない。

芯体を引き抜くためには、芯体に離型材を塗布
しておくが、特にテフロンチユーブ等は離型性が
良く、好ましく使用し得る。

芯体に捲回した樹脂含浸プリプレグを加圧する
ことなく加熱成形すると、プリプレグ中の揮発
分、積層シート間の包含空気の熱膨張によつて、
ボイドの多発、剥離等の現象を誘発し、高強度の
弯曲積層管を得ることが困難である。

本発明においては、収縮テープ、収縮チユーブ
等を捲回被覆することによつて加熱時に発生する
収縮圧で上記問題を解決すると共に、必要に応じ
て型による押圧、ゴムの線膨張圧、空気外圧等を
併用して更に品質、形状、精度を向上させ得るも
のである。

収縮テープや収縮チユーブとしては、セロフア
ン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、
ポリ塩化ビニル等の加熱成形条件に耐え得る合成
樹脂製熱収縮テープやチユーブが望ましい。

又、芯体に被覆した樹脂含浸補強繊維の管状物
及びプリプレグを緊締する手段としてはシリコン
ゴム、合成ゴム製のチユーブが挙げられ、芯体に
被覆した管状物の外径より小径なチユーブに空気
圧をかけて管状物の外径よりも大きく膨張させ、
その状態でチユーブ内に管状物を被覆した芯体を
挿入し、しかる後、空気圧を抜いてチユーブが収
縮する時生じる弾性収縮圧を利用する収縮性チユ
ーブも好ましく使用し得る。

本発明に於いて、上記収縮テープや収縮チユー
ブで被覆したプリプレグ積層品をそのまま型に入
れ、又は型を用いないで曲成して加熱硬化させ、
所望の成形品を得られる点で誠に便宜性がある。

しかし、更に品質、形状、精度を挙げる意味で
押圧をかけ得る型成形を行うことも可能であり、
必要に応じて高度の寸法精度を出し得る。

外圧をかける方法としては、型による押圧の
外、ゴム等の線膨張率の大きな材料を型内に挿入
して線膨張圧を利用する方法、オートクレーブ法
により空気圧、蒸気圧を利用するとも適宜可能で
ある。

尚、先に述べた樹脂含浸プリプレグシートを芯
体に捲き付けるに当り、プリプレグシートの形態
が一方向引揃えシートの場合は、芯体の軸芯に対
して平行な方向に繊維を並べて曲成すると繊維乱
れを起こすことがあり、そのため少なくとも最外
層については繊維方向が芯体の軸芯と適度な角度
を有するように捲き付けることが望ましい。

以下、本発明の実施例を説明する。

［実施例 １］ エポキシ樹脂を含浸した炭素繊維の一方向引揃
えシートプリプレグを所定のパターンに切断す
る。

一方、耐圧性を有する肉厚テフロンチユーブに
これを直線状に保つための芯金を挿入しておき、
チユーブ表面に離型材及びシート仮止め用樹脂を
塗布しておく。

パターン切断されたシートプリプレグを上記テ
フロンチユーブに捲き付けた後、加熱収縮タイプ
のポリプロピレンテープを適度の張力下に捲回被
覆し、芯金を抜き取り、かわりに可撓性のある芯
線を挿入し、これを利用してシートを捲き付けた
チユーブを、側面に溝を有した筒状の型に捲き付
け固定する。

次いで、これを炉内で所定の条件で加熱硬化さ
せた後型から取外し、テフロンチユーブを抜き取
り、表面のポリプロピレンテープを除去すると円
形に弯曲成形された炭素繊維樹脂積層管が得られ
た。

このようにして得られた積層管の表面研磨塗装
を行なうと、優れた外観の軽量、高強度、高弾性
の釣用玉網、バトミントンラケツト等のフレーム
として使用し得る素材となつた。

［実施例 ２］ 上記実施例１に於いて、芯体のテフロンチユー
ブの代わりにガラスクロス／フエノール樹脂系の
可撓性FRPチユーブを使用すれば、芯のチユー
ブを引き抜くことなく、軽量な複合積層管の弯曲
フレームを製造することが可能である。

本発明は以上の如き方法としたものであるか
ら、内圧成形法に於いて問題となつていたシート
ワインデイング品の破裂は全くなく、非常に安定
した弯曲積層管を成形しうると共に、プリプレグ
シートの使用パターンを適宜調節することによつ
て、任意の剛性、弾性率を有する弯曲積層管を製
造することが出来、釣用玉網、バドミントンラケ
ツト及びテニスラケツト等のフレームに使用し得
る他、自転車のフレーム、自動車部品、家具、曲
りゴルフシヤフト等各種用途に使用することが出
来る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高強度、高弾性率繊維よりなる樹脂含浸プリ
   プレグシートを所定のパターンに切断した後、耐
   熱性、耐圧性、屈曲性を有する芯体に捲き付け、
   その周面に収縮テープ又は収縮チユーブを捲回又
   は被覆し、次いで所望の型に捲き付け定着して必
   要に応じて外圧下に加熱硬化せしめ、硬化後芯体
   を抜き取り又は必要に応じ残存させることを特徴
   とする弯曲積層管の製造法。 ２ 上記の高強度、高弾性率繊維として、炭素繊
   維、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、ボロン
   繊維、アルミナ繊維、シリコンカーバイド繊維か
   ら選ばれる１種もしくは２種以上の組合せからな
   る繊維を使用した特許請求の範囲第１項記載の弯
   曲積層管の製造法。 ３ 上記の含浸樹脂として、エポキシ樹脂、ポリ
   エステル樹脂、フエノール樹脂から選ばれる樹脂
   を使用した特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の弯曲積層管の製造法。 ４ 上記の含浸プリプレグシートとして、一方向
   引揃え繊維シート、織布、マツトからなるシート
   状物を使用した特許請求の範囲第１項又は第２項
   又は第３項記載の弯曲積層管の製造法。 ５ 上記の芯体として、金属、FRP、合成樹脂
   から選ばれる中実又は中空の棒状体を使用した特
   許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項又は第
   ４項記載の弯曲積層管の製造法。 ６ 上記の収縮テープ又は収縮チユーブとしてセ
   ロフアン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイ
   ロン、シリコンゴム、合成ゴム、ポリ塩化ビニル
   から選ばれるテープ又はチユーブを使用した特許
   請求の範囲第１項又は第２項又は第３項又は第４
   項又は第５項記載の弯曲積層管の製造法。 ７ 上記の外圧をかける手段として、型による押
   圧、ゴム等の線膨張圧、空気圧等を使用した特許
   請求の範囲第１項又は第２項又は第３項又は第４
   項又は第５項又は第６項記載の弯曲積層管の製造
   法。