专利名称：管状体及其制造方法
技术领域：
本发明涉及钓鱼竿、高尔夫球杆柄、网球拍等的卷绕使强化纤维浸渍合成树脂而得的纤维强化预浸渍材料(prepreg)而形成的管状体及其制造方法。
背景技术：
过去，公开了一个发明，作为卷绕纤维强化预浸渍材料(prepreg)而形成的钓鱼竿的装饰技术，在形成最外层的预浸渍材料(prepreg)中，在相当于钓鱼竿的外周面的部分预先涂敷涂料，卷绕形成此预先涂装的最外层的预浸渍材料(prepreg)后，在其上卷绕成形带进行烧制(例如参照专利文献1)。
此预先涂敷的涂料为在透明的树脂中混入层状结构的颜料，在此透明的树脂内定向为按一定方向可进行规则的多重反射。此涂料是在透明的树脂中含有颜料的涂料，此颜料是由基体和具有与基体的光屈折率不同的光屈折率的薄膜形成的。例如，利用光屈折率低的天然云母作为基体，利用光屈折率高的氧化钛膜作为薄膜。
此外，还公开了一个发明，对于卷绕纤维强化预浸渍材料(prepreg)而形成的管状体，在位于其最外层的纤维强化树脂层的表面部位配设了装饰材料后，用成形带紧缚并加热烧制(参照专利文献2)。
日本国专利第3178626号[专利文献2]日本国特开2004-229610号公报
发明内容
但是，在形成最外层的预浸渍材料(prepreg)中，在相当于钓鱼竿外周面的部分上预先涂敷涂料时，由于在没有硬化的预浸渍材料(prepreg)的表面上涂敷涂料，涂料的重量变得很重，还有，必须在涂料和预浸渍材料(prepreg)没有失去粘附性的状态下卷绕在芯材上，不宜操作。
此外，在位于管状体的最外层的纤维强化树脂层的表面部位配设装饰材料时，如果纤维强化树脂层表面部位的装饰材料固定得不牢固，装饰材料会脱落，或者在成形带进行紧缚时装饰材料发生移动，在外观上有发生不匀、空缺等的可能性。
本发明着眼于上述课题，目的是提供一种轻量的极富装饰性，且装饰材料具有良好的紧贴性的管状体及其制造方法。
本发明的管状体是卷绕使强化纤维浸渍合成树脂而得的纤维强化预浸渍材料(prepreg)而形成的管状体，其特征为在位于前述管状体最外层的纤维强化树脂层上配置了装饰材料。
第1实施方式的特征为在前述装饰材料的外表面形成比该装饰材料的厚度薄的树脂涂层，前述纤维强化树脂层露出于前述各装饰材料之间。
第2实施方式的特征为前述装饰材料凸出于前述纤维强化树脂层的外表面，前述树脂涂层沿前述装饰材料而形成。
第3实施方式的特征为前述装饰材料至少有一部分埋入前述纤维强化树脂层，前述装饰材料和前述树脂涂层至少有一部分凸出于前述纤维强化树脂层的外表面。
第4实施方式的特征为装饰材料埋入位于前述管状体最外层的纤维强化树脂层内。
此外本发明的管状体的制造方法的特征包括在芯棒上卷绕使强化纤维浸渍合成树脂而得的多个纤维强化预浸渍材料(prepreg)来形成管状体的工序，在前述管状体表面部分的合成树脂面上附着装饰材料的工序，在附着了前述装饰材料的管状体的外周面上覆盖包覆材料的工序，
对前述覆盖了包覆材料的管状体进行加热烧制的工序，前述加热烧制后，从芯棒除去包覆材料的工序。
根据本发明的管状体，通过在位于前述管状体的最外层的纤维强化树脂层上配置装饰材料，实现了管状体的轻量化，使管状体极富装饰性，且可以提高装饰材料的紧贴性。
此外，采用本发明的管状体的制造方法，可以使制造如前述的轻量的极富装饰性，且管状体和装饰材料具有良好紧贴性的管状体成为可能。
图1是表示本发明的管状体的立体图。
图2是表示本发明的实施例1的管状体的剖视图。
图3是表示本发明的装饰材料的剖视图。
图4是表示本发明的实施例1的管状体的扩大的剖视图。
图5是表示本发明的实施例1的管状体的进一步扩大的剖视图。
图6是表示本发明的实施例1的管状体的外周部的展开图。
图7是表示本发明的实施例2的管状体的成形方法的立体图。
图8是表示本发明的实施例2的管状体的剖视图。
图9是表示本发明的实施例2的管状体的外周部的展开图。
图10是表示本发明的实施例3的管状体的剖视图。
图11是表示本发明的实施例3的管状体的扩大的剖视图。
图12是表示本发明的实施例4的管状体的剖视图。
图13是表示本发明的实施例4的管状体的扩大的剖视图。
图14是表示本发明的实施例4的管状体的进一步扩大的剖视图(其1)。
图15是表示本发明的实施例4的管状体的进一步扩大的剖视图(其2)。
图16是表示本发明的实施例4的管状体的外周部的展开图。
具体实施例方式
实施例1以下，参考图1～图6说明本发明的第1个实施例。
如图1及图2所示，本实施例1的管状体12是由使强化纤维14浸渍合成树脂而得的纤维强化预浸渍材料(prepreg)16[以下简称为预浸渍材料(prepreg)16]卷绕未图示的芯棒而形成的。例如利用碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维作为强化纤维14，例如利用环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂等的热硬化性树脂作为合成树脂。此外，管状体12也可以是实心(不是空心)构造。
如图2所示，管状体12是由内层18、中间层20、外层22组成的三层构造。管状体12并不限定于此种三层构造，也可以是适当层数的层积构造。在本实施例1中，内层18及外层22是预浸渍材料(prepreg)16的纤维方向在管状体12的周向上并丝的，中间层20是预浸渍材料(prepreg)16的纤维方向在管状体12的长轴方向上并丝的。此最外层，即形成管状体12的外表面的纤维强化预浸渍材料(prepreg)的树脂浸渍量由于在20wt％至38wt％的范围内，可以实现管状体12的轻量化。
如图3及图4所示，在管状体12的外表面喷洒混入了装饰材料26的溶剂，该溶剂挥发后，使装饰材料26附着在纤维强化树脂层24的外表面上。
如图3所示，在装饰材料26上形成了透明树脂制的包覆层28。装饰材料26可以由在铝片等的金属制薄片、或云母等的天然矿物制的材料上覆盖包覆层28来形成。此包覆层28可以使用丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、氟化镁、氧化钛、氧化铬、或者陶瓷等。
除了具有光辉性色彩的薄片以外，装饰材料26也可以使用具有透明性的金属薄膜片、或玻璃片的多层构造的薄膜状树脂片、或全息图片等。此外，将金属蒸镀的薄片状粒子、发出干涉光的光辉性粒子用在作为装饰材料26的树脂上时，可以突显出管状体12的外观的华丽。此种装饰材料的外形形状可以是例如圆形形状、以及箔状形状等各种形状，可以提高管状体12的外表面的装饰效果。
在溶剂中混入装饰材料26时，包覆层28的一部分发生溶融呈现出粘附性。因此，通过在管状体12的外表面上喷洒混入了装饰材料26的溶剂，可以使装饰材料26粘着地附着于纤维强化树脂层24的外表面上。
在纤维强化树脂层24的外表面上附着了装饰材料26后，在管状体12的外周部上套上作为包覆部件的弹性套管，持续给予外压并在既定时间内以既定温度对管状体12进行热处理。通过弹性套管的热收缩作用，可以对管状体12紧密加压的同时进行烧制硬化。
烧制后，从管状体12除去芯棒、弹性套管。结果在管状体12的外周部上形成平滑面。弹性套管是由例如乙丙橡胶、硅橡胶、氟树脂形成的。
如图4所示，在管状体12的外表面上纤维强化树脂层24露出于各装饰材料26之间。此外，如图5所示，装饰材料26没有埋入纤维强化树脂层24，沿着装饰材料26的外表面形成了树脂涂层30。此树脂涂层30的厚度比装饰材料26的厚度小。此外，虽然树脂涂层30最好沿着装饰材料26的全外表面来形成，也可以只形成于平面视角的上下面。此外，树脂涂层30、装饰材料26的厚度为沿着装饰材料26的直径尺寸的大的方向的两端部和中央部的各自厚度的平均值。
如图6所示，在管状体12的外表面，装饰材料26配置为占管状体12的外表面面积的5％至50％。此外，管状体12的外表面上的装饰材料26的最大宽度优选为200μm至小于800μm。
如此形成的实施例1的管状体12具有以下效果。
在纤维强化树脂层24的外表面上配置了装饰材料26，在装饰材料26的外表面上以比装饰材料26的厚度还要薄的厚度形成了树脂涂层30的同时，由于在各装饰材料26之间露出了纤维强化树脂层24，使管状体轻量化并致使管状体极富装饰性。此外，由于装饰材料26的外表面上形成了树脂涂层30，提高了装饰材料26的紧贴性。
此外，装饰材料26凸出于纤维强化树脂层24的外表面，树脂涂层30沿装饰材料26而形成。因此，实现了耐磨耗性高、不易退色的装饰效果，同时更加提高了装饰材料26的紧贴性，此外，还提高了止滑等的操作性，具有防止钓线附着的效果。
此外，在管状体12的外表面，由于装饰材料26配置为占管状体12的外表面面积的5％至50％的面积，装饰材料26的占有面积比较小，可以使管状体12更加轻量化。此外，可以使装饰产生变化，通过部分加以装饰，使实现突出某一部分的外观装饰成为可能。
此外，装饰材料26的紧贴性随着形成管状体12的最外层的预浸渍材料(prepreg)16的树脂浸渍量的降低而减少。但是，如上所述由于装饰材料26的紧贴性很高，因此能够在保持足够的紧贴性的同时降低树脂浸渍量。本实施例1中，形成管状体12的最外层的预浸渍材料(prepreg)16的树脂浸渍量为少量的20wt％至38wt％，却能使装饰材料26保持足够的紧贴性，从而实现管状体12的轻量化。
此外，即使强化纤维14露出于纤维强化树脂层24的外表面，也能保持装饰材料26和强化纤维14的紧贴性，使装饰材料26不易剥落。此外，也可以在管状体12成形硬化后在管状体12的外表面上附着装饰材料26，在管状体12的外周部卷绕带，对管状体12进行烧制硬化。此外，还可以在管状体12的外表面上喷洒混入了装饰材料26的溶剂之前，对管状体12进行加热处理使其处于半硬化状态。这种情况下，在管状体12的外表面上，如果纤维强化树脂层24的硬度比装饰材料26的包覆层28的硬度还要大时，装饰材料26会不易埋入且不易移动，可以使装饰材料26更为粘着地附着。
此外，比较大的装饰材料26的紧贴性较差，但通过如上所述的装饰材料26的紧贴性很高的构成，可以在保持足够的紧贴性的同时使用比较大的装饰材料26得到极好的装饰效果。在本实施例1中，装饰材料26的最大宽度为200μm至小于800μm，在保持足够的紧贴性的同时实现了很好的装饰效果。此外，大量使用比较大的装饰材料26会有损管状体12的轻量化效果，在本实施例1中，装饰材料26配置为占管状体12的外表面面积的5％至50％，不会有损管状体12的轻量化效果，实现了足够的紧贴性和极好的装饰效果。
实施例2图7～图9表示了本发明的第2个实施例。与实施例1具有同样功能的构成付与了相同的参照符号，并省略其说明。
在本实施例2中，在纤维强化树脂层24的外表面上附着了装饰材料26后，在管状体12的外周部卷绕作为包覆部件的固定用带40，通过固定用带40的紧固力对芯棒上的管状体12进行加压。为使管状体12的全体外周面在既定压力下进行均一加压，以例如1.5mm至2.0mm左右的间距将固定用带40以既定宽度重叠地进行螺旋状卷绕。在此状态下将管状体12在既定时间内以既定温度实施热处理以进行烧制硬化，烧制后从管状体12除去芯棒8、固定用带40。结果如图8所示，在管状体12的外周部上，通过固定用带40的平坦的内面形成了平缓的倾斜面32，通过固定用带的侧边缘部形成了段阶部34。
此外，固定用带40由例如聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙酯树脂、或者由这些树脂组合形成为一层构造、二层构造、或者三层夹层构造。此外，设定其厚度为10μm至35μm，宽度为5mm至20mm。
如图9所示，和实施例1一样，装饰材料26配置为占管状体12的外表面面积的5％至50％的面积，管状体12的外表面上的装饰材料26的最大宽度为200μm至小于800μm。
实施例3图10和图11表示本发明的第3个实施例。与实施例1及实施例2具有同样功能的构成付与了相同的参照符号，并省略其说明。
在本实施例3中，在纤维强化树脂层24的外表面上附着装饰材料26后，给予外压使装饰材料26的一部分埋入纤维强化树脂层24。例如，通过在氟材料制的垫块上回转并按压管状体12的外表面、或者在管状体12的外表面上卷绕带，使埋入装饰材料26的一部分成为可能。
如图11所示，在本实施例3中，装饰材料26的一部分埋入了纤维强化树脂层24，装饰材料26和树脂涂层30至少有一部分凸出于纤维强化树脂层24的外表面。与实施例1～3一样，树脂涂层30沿装饰材料26的外表面形成，此树脂涂层30的厚度比装饰材料26的厚度薄。
实施例4图12～图16表示本发明的第4个实施例。在本实施例4中，如图12所示管状体12由具有内层18和中间层20和外层22的三层构造组成，内层18及外层22是预浸渍材料(prepreg)的强化纤维在周向上并丝的，中间层20是在长轴方向上并丝的。图13表示了这样的外层22的强化纤维14和浸渍或混合于这些强化纤维14的树脂46。对于形成此外层22的预浸渍材料(prepreg)，通过使形成其最外层即管状体12的外表面的预浸渍材料(prepreg)的树脂浸渍量为20wt％至38wt％，可以促进该管状体12的轻量化。
此外，管状体12并不限定于此种三层构造，也可以通过在适当层数的层积构造上卷绕预浸渍材料(prepreg)来形成，还可以由多张预浸渍材料(prepreg)分别形成内层18、中间层20和外层22。此外，此强化纤维的并丝方向也可以是以相对于长轴方向倾斜适当角度的偏向方向进行并丝而形成的，只要是适合于粘合的材料，也可以使相互浸渍不同树脂的预浸渍材料(prepreg)进行层积。此外，如图所示并不限定为空心构造，也可以是能够大幅弯曲的实心构造。
如此层积预浸渍材料(prepreg)而形成的管状体12与图7表示的实施例2一样，在其外周部上卷绕固定用带40，通过固定用带40的紧固力对管状体12进行芯棒8方向上的加压。为将管状体12的全体外周面在既定压力下进行均一加压，优选以例如1.5至2.0mm左右的间距p将固定用带40以既定宽度重叠地进行螺旋状卷绕。如此进行螺旋状卷绕的固定用带40由具有厚度为10至35μm，宽度尺寸为5至20mm左右的尺寸的例如聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙酯树脂、或者这些树脂的组合而形成为一层、二层、或者三层夹层构造，优选形成为足够的强度以便用既定的紧固力对管状体12的外面加压。
图12表示此种卷绕了固定用带40的管状体12在既定时间内以既定温度进行烧制硬化后，拆卸了芯棒8和固定用带40后的状态。在管状体12的外侧面上，通过固定用带40的平坦的内面形成了平缓的倾斜面32，通过固定用带40的侧边缘部形成了段阶部34。段阶部34形成于先卷绕的固定用带40的外面和在此侧边缘部上重叠卷绕的固定用带40的内面之间，并在外层22的外表面上以螺旋状延伸。
图13及图14是表示其更加扩大了的图。在外层22的表面侧形成了没有配置强化纤维14的树脂层24a，在此树脂层24a内埋入了薄板状的装饰材料26。
此种装饰材料26可以通过各种方法埋入形成管状体12的外层22的预浸渍材料(prepreg)，特别是形成配置在最外侧的树脂层24a的预浸渍材料(prepreg)的外表面侧树脂内。例如，可以采用由喷雾器等在管状体12的外表面侧树脂上喷洒装饰材料26后，除去挥发成分只留下装饰材料26的方法。如此在表面上附着了装饰材料26的未硬化的预浸渍材料(prepreg)形成的管状体12可以通过例如在氟材料制的垫块上回转并按压、或者卷绕带等的外压的作用，将装饰材料26完全埋入树脂层24a中。在氟材料制的垫块上按压管状体12时，可以从相互重叠状态的装饰材料26中除去多余的装饰材料26。此外，卷绕带给予外力时，埋入装饰材料26后，通过揭下带可以从管状体12除去多余的装饰材料26。
可以采用适当的方法使装饰材料26埋入树脂层24a内，在最终加热硬化卷绕的预浸渍材料(prepreg)之前，优选在保持高粘性的状态下将装饰材料26溶合在树脂层24a内。由此，可以抑制装饰材料26在未硬化的树脂层24a内移动，实现在此状态下进行最终的加热硬化处理。
任意一种情况下，最外侧的树脂层24a的平均厚度L都形成为比此最外侧的强化纤维14的平均直径D还要小的同时，装饰材料26的厚度t形成为小于或等于树脂层24a的平均厚度L。树脂层24a的平均厚度L是位于管状体12硬化后的最外表面侧的强化纤维14和树脂层24a的外表面之间距离的平均值。此外，装饰材料26的平均厚度t是沿着装饰材料26的直径尺寸的大的方向的两端部和中央部的各自厚度的平均值。
此树脂层24a的平均厚度L可以为4μm至6μm，与通常的涂料涂敷在树脂层24a的表面上时相比极薄，而且通过内部的装饰材料26可以得到与涂敷涂料时同等的装饰效果。
此外，装饰材料26的平均厚度t形成为0.05μm至1μm。通过在这样的范围内形成，可以使装饰材料26易于埋入树脂层24a，使树脂层24a和装饰材料26极富紧贴性。
如图14所示，埋设了此种装饰材料26的树脂层24a的外表面上，装饰材料26没有凸出而是与强化纤维14一起完全的埋入了内部，从而形成了光滑的曲面状的倾斜面32。这种情况下，即使装饰材料26接触强化纤维14有紧贴不良的情况，也可以防止装饰材料26从树脂层24a脱落。此装饰材料26全部被树脂层24a覆盖，通过在装饰材料26和倾斜面32之间层状介入形成树脂层24a的树脂，使装饰材料26不易从管状体12及树脂层24a脱落，极富耐磨耗性的同时，抑制了装饰材料26的退色或劣化，可以长期维持装饰效果。
此外，如图15所示，例如装饰材料26的平均厚度t和树脂层24a的平均厚度L几乎相等时，装饰材料26的一部分也可以露出于外部形成树脂层24a的倾斜面32的一部分。如此，装饰材料26的一部分直接露出于外部时，此装饰材料26的本来的色彩、光辉感等直接表现于外部，可以增大装饰效果。不论是装饰材料26完全埋设于树脂层24a内还是一部分露出于外表面，均由于树脂层24a的外表面通过上述的外压形成了光滑弯曲的平滑面，以此实现了管状体12的轻量化。此外，几乎没有在外表面上形成凹凸，可以突显装饰材料26的显色和光辉感。
图16表示如此形成的管状体12的外观。在本实施例4中组合了各种形状的装饰材料26，如此通过使用多种类的装饰材料26，突显出由每个装饰材料26产生的管状体12的具有光辉性的闪耀，可以形成具有变化的外观。如图所示，也可以在近接于段阶部34的部位等的适当部位使装饰材料26形成较稀的密度，或者通过在管状体12的全外表面部分性地改变装饰材料26的密度来显现图案上的外观差异。
在所形成的如上所述的管状体12中，树脂层24a中埋入了各种形状的薄膜状或箔状的装饰材料26，由于此树脂层24a的平均厚度L形成为比此最外侧的纤维强化预浸渍材料(prepreg)的强化纤维14的平均直径D还要小的同时，装饰材料26的平均厚度t形成为比树脂层24a的平均厚度L要小，可以在树脂层24a内确实地保持装饰材料26并防止脱落。而且，由于此装饰材料26保持在厚度极薄的树脂层24a内，可以形成极为轻量且装饰效果很高的管状体12。
此外，形成管状体12的外层22的预浸渍材料(prepreg)只要是从外部对装饰材料26能够视觉辨认的材料，除了透明的以外也可以是半透明的材料。
以上说明了本发明的实施例1～4，很明显本发明并不受这些实施例的限制，在权利要求书中记载的技术范围内，可以施以适当的变化。
权利要求
1.一种管状体，卷绕使强化纤维浸渍合成树脂而得的纤维强化预浸渍材料而形成的管状体，其特征为在位于前述管状体最外层的纤维强化树脂层上配置了装饰材料。
2.如权利要求1所述的管状体，其特征为在前述装饰材料的外表面形成比该装饰材料的厚度薄的树脂涂层，前述纤维强化树脂层露出于前述各装饰材料之间。
3.如权利要求2所述的管状体，其特征为前述装饰材料凸出于前述纤维强化树脂层的外表面，前述树脂涂层沿前述装饰材料而形成。
4.如权利要求2或3所述的管状体，其特征为前述装饰材料至少有一部分埋入前述纤维强化树脂层，前述装饰材料和前述树脂涂层至少有一部分凸出于前述纤维强化树脂层的外表面。
5.如权利要求1所述的管状体，其特征为前述装饰材料埋入位于前述管状体最外层的前述纤维强化树脂层内。
6.如权利要求1～5中任意一项所述的管状体，其特征为在前述管状体的外表面上，前述装饰材料配置为占该外表面面积的5％至50％。
7.如权利要求1～5中任意一项所述的管状体，其特征为前述装饰材料的厚度t为0.05μm至1μm。
8.如权利要求1～5中任意一项所述的管状体，其特征为前述装饰材料的最大宽度为200μm至小于800μm。
9.如权利要求1～5中任意一项所述的管状体，其特征为前述管状体是由卷绕多个纤维强化预浸渍材料而形成的，形成最外层的前述纤维强化预浸渍材料的树脂浸渍量为20wt％至38wt％。
10.如权利要求5所述的管状体，其特征为位于前述最外侧的纤维强化树脂层的平均厚度L形成为小于强化纤维的平均直径D，且前述装饰材料的平均厚度t形成为比位于前述最外层的纤维强化树脂层的平均厚度L薄。
11.如权利要求5或10所述的管状体，其特征为前述装饰材料被位于前述最外层的纤维强化树脂层覆盖。
12.如权利要求5或10或11中任意一项所述的管状体，其特征为前述装饰材料的一部分从位于前述最外层的纤维强化树脂层露出于外部。
13.如权利要求5或10～12中任意一项所述的管状体，其特征为位于前述最外层的纤维强化树脂层的平均厚度L为4μm至6μm。
14.如权利要求5或10～13中任意一项所述的管状体，其特征为前述强化纤维被位于前述最外层的纤维强化树脂层完全覆盖。
15.如权利要求5或10～14中任意一项所述的管状体，其特征为前述管状体的外表面形成为平滑面。
16.一种管状体的制造方法，在芯棒上卷绕使强化纤维浸渍合成树脂而得的多个纤维强化预浸渍材料来形成管状体的制造方法，其中包括在前述管状体的表面部分的合成树脂面上附着装饰材料的工序，在附着了前述装饰材料的管状体的外周面上覆盖包覆材料的工序，对覆盖了前述包覆材料的管状体进行加热烧制的工序，前述加热烧制后，从芯棒除去包覆材料的工序。
17.如权利要求16所述的管状体的制造方法，在前述管状体的表面部分的合成树脂面上附着装饰材料的工序包括在溶剂中混入树脂包覆的装饰材料的工序，在前述管状体的外表面喷洒该溶剂的工序，使该溶剂挥发在前述纤维强化预浸渍材料的纤维强化树脂层的外表面上附着前述装饰材料的工序。
全文摘要
本发明提供一种轻量的极富装饰性，且装饰材料具有良好的紧贴性的管状体及其制造方法。管状体是由使强化纤维浸渍合成树脂而得的具有纤维强化树脂层的纤维强化预浸渍材料(prepreg)进行卷绕而形成的，在形成管状体的最外层的纤维强化预浸渍材料(prepreg)的纤维强化树脂层上配置了装饰材料。
文档编号A01K87/00GK1939711SQ20061014066
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月29日 优先权日2005年9月29日
发明者西川太, 高松伸秋, 小斋秀范 申请人:大和精工株式会社