(57)【要約】  フィッシングロッドは、複数のプリプレグ層を有する中空で管状のロッドブランクを備え、各プリプレグ層は、樹脂及び樹脂全体に均一に配合されたグラフェン製剤を含むグラフェン−樹脂混合物を含む。ロッドブランクは、さらに、グラフェン−樹脂混合物で含浸された繊維布を含む。複数のプリプレグ層は、グラフェン−樹脂混合物と繊維布との交互の層として一緒に貼り付けられ、プレスされて、ロッドブランクが形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂及び前記樹脂全体に均一に配合されたグラフェン製剤を含むグラフェン−樹脂混合物；並びに
前記グラフェン−樹脂混合物で含浸された繊維布
を各々が備えている複数のプリプレグ層を有する中空で管状のロッドブランクを備え、
前記複数のプリプレグ層は、グラフェン−樹脂混合物と繊維布との交互の層として一緒に貼り付けられ、プレスされて前記ロッドブランクが形成される、フィッシングロッド。
【請求項２】
前記グラフェン−樹脂混合物が、約１０重量パーセントのグラフェンを含む、請求項１に記載のフィッシングロッド。
【請求項３】
前記グラフェン製剤が、グラフェンナノ粒子を含む、請求項１に記載のフィッシングロッド。
【請求項４】
前記グラフェン製剤が、グラフェンフレークを含む、請求項１に記載のフィッシングロッド。
【請求項５】
前記樹脂が、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、及びエポキシ樹脂のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のフィッシングロッド。
【請求項６】
前記繊維布が、グラフェン繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、ホウ素繊維、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維、セラミック繊維、及びアラミド繊維のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のフィッシングロッド。
【請求項７】
前記繊維布が、織繊維を備える、請求項１に記載のフィッシングロッド。
【請求項８】
前記繊維布が、不織繊維を備える、請求項１に記載のフィッシングロッド。
【請求項９】
樹脂及び前記樹脂全体に均一に配合されたグラフェン製剤を含むグラフェン−樹脂混合物、並びに前記グラフェン−樹脂混合物で含浸された繊維布を各プリプレグ層が備えている複数のプリプレグ層を形成するステップ；
前記複数のプリプレグ層を、一緒にプレスするステップ；
前記複数のプリプレグ層を、中空のテーパー状管に成形するステップ；並びに
前記複数のプリプレグ層に熱を加えるステップ
を含む、フィッシングロッドの形成方法。
【請求項１０】
前記複数のプリプレグ層を形成するステップが：
複数のグラフェンフレークを樹脂中に混合し、前記グラフェン−樹脂混合物を形成するステップであって、前記複数のグラフェンフレークは前記グラフェン−樹脂混合物の約１０重量パーセントを占める、前記グラフェン−樹脂混合物を形成するステップ；
前記グラフェン−樹脂混合物をマンドレルに塗布するステップ；
繊維布を前記マンドレル上の前記グラフェン−樹脂混合物に貼り付けるステップ；並びに
前記グラフェン−樹脂混合物の塗布及び繊維布の貼り付けを、所望される数のプリプレグ層が前記マンドレルに貼り付けられるまで繰り返すステップ
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数のプリプレグ層を形成するステップが：
複数のグラフェンフレークを樹脂中に混合し、前記グラフェン−樹脂混合物を形成するステップであって、前記複数のグラフェンフレークは前記グラフェン−樹脂混合物の約１０重量パーセントを占める、前記グラフェン−樹脂混合物を形成するステップ；
繊維布をマンドレルに貼り付けるステップ：
前記グラフェン−混合物を、前記マンドレル上の繊維布に塗布するステップ；
前記繊維布の貼り付け及び前記グラフェン−樹脂混合物の塗布を、所望される数のプリプレグ層が前記マンドレルに貼り付けられるまで繰り返すステップ；並びに
前記グラフェン−樹脂混合物の塗布及び繊維布の貼り付けを、所望される数のプリプレグ層が前記マンドレルに貼り付けられるまで繰り返すステップ
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
グラフェンナノ粒子を樹脂中に充分に混合することによって前記グラフェン−樹脂混合物を形成するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
グラフェンフレークを樹脂中に充分に混合することによって前記グラフェン−樹脂混合物を形成するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記グラフェン製剤を、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、及びエポキシ樹脂のうちの少なくとも１つを含む樹脂中に充分に混合することによって前記グラフェン−樹脂混合物を形成するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のプリプレグ層を形成するステップが、炭素繊維、グラファイト繊維、ホウ素繊維、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維、及びアラミド繊維のうちの少なくとも１つを備える繊維布を用いるステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
約１０重量パーセントのグラフェン製剤が全体に均一に配合された樹脂、及び前記樹脂で含浸された繊維布を各プリプレグ層が備えている複数のプリプレグ層から形成された中空でテーパー状管状のロッドブランクを備え、
前記複数のプリプレグ層が、樹脂と繊維布との交互の層として一緒に貼り付けられ、プレスされて、前記ロッドブランクが形成される、フィッシングロッド。
【請求項１７】
前記樹脂が、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、及びエポキシ樹脂のうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載のフィッシングロッド。
【請求項１８】
前記繊維布が、炭素繊維、グラファイト繊維、ホウ素繊維、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維、セラミック繊維、及びアラミド繊維のうちの少なくとも１つを備える、請求項１６に記載のフィッシングロッド。
【請求項１９】
前記繊維布が、織繊維及び不織繊維のうちの少なくとも１つを備える、請求項１６に記載のフィッシングロッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、釣り道具の分野に関し、より詳細には、グラフェンを有するフィッシングロッド、及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィッシングロッドの技術は、竹竿の時代から、グラファイト、ガラス繊維、及び樹脂で強化された現在のフィッシングロッドまで進化してきた。釣りをする人にとって、軽量で耐久性があり、感度が高く力強いロッドが望ましい。釣りをする人は、取り扱い及び運搬が容易であり、水中の魚のいる場所にルアーを投げ入れて配置することができる適正な量のスチフネス又は可撓性を有し、釣れた魚を水中から引き上げるのに充分な強度及び一体性を有するロッドを求めている。「アクション」の用語は、ロッドの先端に圧力を加えた場合にロッドがたわむ又は屈曲する程度を表すために用いられる。一般的に、ファストアクションのロッドは、同じ種類のスロー又はモデレートアクションのロッドよりも屈曲が少ない。例えば、ほとんどのバスロッドのアクションは、釣針の合わせのためのより良好な感度及びよりファストなパワーを得るために、ファストからベリーファストである。用いられるルアーの種類も、フィッシングロッドの選定の際に考慮されるべきである。「パワー」とは、ロッドの強度又は釣り上げる能力を表すために用いられる用語である。ロッドのパワーは、ヘビー、ミディアムヘビー、ミディアムなどを用いて表される。一般的に、ロッドのパワーは、用いられることになる釣糸の重量と適合しているべきである。フィッシングロッドを表すために用いられる別の用語として、「応答性」がある。この用語は、ロッド全体が負荷の下で曲がり、その後負荷から開放された時点で元の状態に戻る能力を表すために用いられる。一般的に、軽いロッドほど、負荷状態に対する応答性が高くなる。多くの実験及び研究が、完璧なロッドを構築するために充てられてきた。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】図１は、本開示に従うグラフェンを有するフィッシングロッドの好ましい実施形態の透視図である。
【図２】図２は、本開示に従うグラフェンを有するフィッシングロッドブランクを作製するための好ましい製造方法の単純化されたフローチャートである。
【図３】図３は、本開示に従うグラフェンを有するフィッシングロッドブランクの好ましい実施形態の断面図である。
【図４】図４は、本開示に従うグラフェンを有するフィッシングロッドブランクの別の好ましい実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
図１は、本開示に従うグラフェンを有するフィッシングロッド１０の好ましい実施形態の透視図である。フィッシングロッド１０は、先端側端部のロッドトップ１２、手元側端部のロッドバット１４、並びに保管及び輸送が容易となるように１つ以上のセクション１６’及び１６”で構築されていることが好ましい中空ロッドブランク１６を含む。図１に示される実施形態は、一緒に接合することができる２つのロッドブランクセクション１６’及び１６”を備えている。これら２つのセクションは、フェルールジョイントによって接合されてよく、この場合、一方のセクション１６’の端部１８を、他方のセクション１６”のフェルール開口部２０の中に挿入することができる。ロッドブランクセクションを接合する他の好適な方法が組み込まれていてもよい。ロッドブランクセクションは、好ましくは、テーパー状、管状、及び中空である。しかし、中空又は軽量材料が充填された他の断面形状のロッドブランク（例：三角形、四角形、六角形、八角形など）も、考えられる。
【０００５】
フィッシングロッド１０は、さらに、ロッドの手元側端部又はその近くにグリップ又は柄２２を、及びフィッシングリール（明示せず）を固定するためのリールシート２４の近傍に配置された柄の別の部分２３を含む。ロッドはさらに、ロッドの長さ方向軸線に沿って配置された複数の釣糸ガイド２５を含む。フィッシングロッドブランクセクションは、繊維布とグラフェンが中に組み込まれた樹脂との層状構造を用いた新規な製造方法によって形成され、製造される。
【０００６】
図２は、本開示に従うグラフェンが組み込まれたフィッシングロッドブランクを作製するための好ましい製造方法の単純化されたフローチャートであり、グラフェンを有するフィッシングロッドブランクの好ましい実施形態の断面図を示す図３及び４が参照される。図面が必ずしも縮尺通りに描かれておらず、ロッドの特定の特徴をより明確に示す目的で、大きさが誇張されている場合もあることには留意されたい。図２のブロック３０に示されるように、グラフェンが樹脂に添加される。樹脂は、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、及び／又は現時点で公知であるか若しくは開発されることになる好適な他のいかなる樹脂であってもよい。グラフェンは、１つの原子が各頂点を形成している二次元、原子スケールの六角形格子の形態である炭素の同素体である。グラフェンは、ハニカム結晶格子に密に充填されているｓｐ2結合炭素原子の単一平面シートである。グラフェンは、樹脂と混合される前に、粒子、フレーク、シート、又は他の形態に成形されてよい。グラフェン粒子は、グラフェンナノ粉末と一般的には称されるナノ粒子であってよい。グラフェンは、強度、スチフネス、及び他の特性において、グラファイト及びガラス繊維などの他の材料よりも優れている。ブロック３２に示されるように、グラフェン及び樹脂（液体の形態）は、グラフェンナノ粒子が樹脂中に均一に分布されるように、およそ１０分間にわたってゆっくり一緒に混合される。グラフェンは、重量基準で、得られる樹脂製剤の約１０パーセント（１０％）を占めていてよい。最終製品に所望される特性に応じて、パーセントが上下に調節されてよいことには留意されたい。次に、ブロック３４に示されるように、樹脂混合物は、樹脂中にトラップされた気体を浮かび上がらせ、放出させるために静置される。
【０００７】
製造方法の１つの実施形態では、グラフェン−樹脂混合物は、次に、ブロック３６に示されるように、スチール製マンドレル（図示せず）に塗布される。例えば、グラフェン−樹脂混合物は、それがマンドレルのすべての側を均一に被覆するように、マンドレルにブラシ塗布されてよい。グラフェン−樹脂混合物は、マンドレルの長さ全体にわたって塗布されてよく、又はマンドレルの選択された１つ以上のセクションのみに塗布されてもよい。図３に示されるように、グラフェン−樹脂混合物のこの塗布によって、ロッドブランク３８の最内層３７が形成される。ブロック４０では、グラフェン繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、ホウ素繊維、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維、セラミック繊維、ケブラー繊維、及び／又はアラミド繊維を含む材料（又はこれらの材料の２つ以上の組み合わせ）から構築された織繊維布又は不織繊維布４１が、グラフェン−樹脂混合物層３７の上からマンドレルに巻き付けられる（図３）。例えば、１Ｋ炭素繊維布（１束（１つの粗糸又は綛（かせ）, one roving or skein）あたり１０００フィラメント）、２Ｋ炭素繊維布（１束あたり２０００フィラメント）、３Ｋ炭素繊維布（１束あたり３０００フィラメント）、Ｘ炭素繊維布（二方向織り）、又は一方向炭素繊維布（一方向織り）が用いられてよい。繊維布をマンドレルに緊密に巻き付けるために、特別な巻き付け機が用いられてよい。これら２つの工程３６及び４０により、グラフェン−樹脂混合物で含浸された繊維布層を含むプリプレグ（予備含浸）層が形成される。これら２つの工程３６及び４０を繰り返してグラフェン−樹脂層３７及び繊維布４１の複数の層が追加される。ロッドブランクの構築に用いられるプリプレグ層の数は、作製されるロッドの種類、ロッドのアクション、スピード、及びパワー、並びにロッドの他の所望される特性に応じて異なる。好ましいロッドブランクは、第一のグラフェン−樹脂層、一方向炭素繊維布層（繊維の配向が長手方向に向いている）、第二のグラフェン−樹脂層、Ｘ炭素繊維布層、第三のグラフェン−樹脂層、一方向炭素繊維布層（繊維の配向が円周方向に向いている）、第四のグラフェン−樹脂層、及び１Ｋ炭素繊維布層を備えていてよい。これらの層のいずれも、ロッドブランクのすべてを被覆しているか、又はその選択された部分だけを被覆していてよい。例えば、１Ｋ炭素層は、ロッドの手元側端部から第一の釣糸ガイドまでに貼り付けられてよい。所望される数のプリプレグ層が形成され、一緒にプレスされた後、ブロック４３に示されるように、ロッドブランクの最外層の周りに長い連続テープ４２がらせん状に緊密に巻き付けられる。テープ４２は、防水性を提供し、セロファン及び／又は他の好適な材料から作られていてよい。ブロック４４では、樹脂を硬化するために熱が加えられる。例えば、ロッドブランクは、およそ摂氏１３０度で、およそ１５０分間にわたって焼成されてよい。焼成の温度及び継続時間は、この方法で用いられる樹脂の種類に基づいて決定されてよい。タイプの適用が所望に応じて行われてよいものであることは理解されたい。
【０００８】
製造方法の他の好ましい実施形態では、ブロック５０に示されるように、グラフェン−樹脂混合物３７は、繊維布４１の個々のシートに直接塗布されて、複数の層又はプリプレグが形成される。上述したように、繊維布は、織繊維布又は不織繊維布であってよく、グラフェン繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、ホウ素繊維、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維、セラミック繊維、ケブラー繊維、及び／又はアラミド繊維（又はこれらの材料の２つ以上の組み合わせ）を含んでいてよい。炭素繊維布の例は、さらに、１Ｋ炭素繊維布（１束（１つの粗糸又は綛）あたり１０００フィラメント）、２Ｋ炭素繊維布（１束あたり２０００フィラメント）、３Ｋ炭素繊維布（１束あたり３０００フィラメント）、Ｘ炭素繊維布（二方向織り）、又は一方向炭素繊維布（一方向織り）を含んでよい。グラフェン−樹脂混合物は、各繊維布にブラシ塗布されてよく、又はグラフェン−樹脂混合物は、繊維布の各層の間に塗布されてもよい。所望される数のプリプレグ（繊維布及び樹脂）層が一緒に貼り付けられたところで、ブロック５２に示されるように、プレス機を用いてプリプレグ層が緊密にプレスされ、接着されてよい。ロッドブランクを構築するために用いられるプリプレグ層の数は、作製されるロッドの種類、ロッドのアクション、スピード、及びパワー、並びにロッドの他の所望される特性に応じて異なる。プリプレグ層のいずれも、ロッドブランクのすべてを被覆しているか、又はその選択された部分だけを被覆していてよい。例えば、１Ｋ炭素層は、ロッドの手元側端部から第一の釣糸ガイドまでに貼り付けられてよい。プリプレグ層は、次に、ブロック５４に示されるように、巻き付け機を用いてマンドレルに巻き付けられる。その後、ブロック５６に示されるように、ロッドブランクの最外層の周りに長い連続テープ４２がらせん状に緊密に巻き付けられる。テープ４２は、防水性を提供し、セロファン及び／又は他の好適な材料から作られていてよい。ブロック５８では、樹脂を硬化するために熱が加えられる。例えば、ロッドブランクは、およそ摂氏１３０度で、およそ１５０分間にわたって焼成されてよい。焼成の温度及び継続時間は、この製造方法で用いられる樹脂の種類に基づいて決定されてよい。テープの適用は、所望に応じて行われてよいものである。
【０００９】
製造方法の第三の好ましい実施形態では、ブロック６０に示されるように、炭素布などの繊維布のシートが、マンドレルに巻き付けられる。上述したように、繊維布は、織繊維布又は不織繊維布であってよく、グラフェン繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、ホウ素繊維、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維、セラミック繊維、ケブラー繊維、及び／又はアラミド繊維（又はこれらの材料の２つ以上の組み合わせ）を含んでいてよい。炭素繊維布の例は、さらに、１Ｋ炭素繊維布（１束（１つの粗糸又は綛）あたり１０００フィラメント）、２Ｋ炭素繊維布（１束あたり２０００フィラメント）、３Ｋ炭素繊維布（１束あたり３０００フィラメント）、Ｘ炭素繊維布（二方向織り）、又は一方向炭素繊維布（一方向織り）を含んでよい。ブロック６２に示されるように、グラフェン−樹脂混合物は、次に、炭素布に塗布又はブラシ塗布される。このプロセスが、所望される数のプリプレグ（繊維布又は樹脂）層が材料上に形成されるまで繰り返される。ロッドブランクの構築に用いられるプリプレグ層の数は、作製されるロッドの種類、ロッドのアクション、スピード、及びパワー、並びにロッドの他の所望される特性に応じて異なる。プリプレグ層のいずれも、ロッドブランクのすべてを被覆しているか、又はその選択された部分だけを被覆していてよい。例えば、１Ｋ炭素層は、ロッドの手元側端部から第一の釣糸ガイドまでに貼り付けられてよい。その後、ブロック６４に示されるように、ロッドブランクの最外層の周りに、セロファンテープなどの長い連続テープ４２がらせん状に緊密に巻き付けられる。テープ４２は、防水性を提供し、セロファン及び／又は他の好適な材料から作られていてよい。ブロック６６では、樹脂を硬化するために所定の時間にわたって熱が加えられる。例えば、ロッドブランクは、およそ摂氏１３０度で、およそ１５０分間にわたって焼成されてよい。焼成の温度及び継続時間は、用いられるエポキシ樹脂の種類に基づいて決定されてよい。テープの適用は、所望に応じて行われてよいものである。
【００１０】
図３及び４から、ロッドブランクに繊維布とグラフェン−樹脂混合物とが交互に組み込まれてロッドブランクが形成されてよいことが分かる。ロッドブランクの最内層は、グラフェン−樹脂混合物３７又は繊維布４１であってよい。繊維布の層は、織繊維布又は不織繊維布であってよく、グラフェン繊維、炭素繊維、ホウ素繊維、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維、セラミック繊維、アラミド（例：ケブラー）繊維、及び／又はこれらの材料の組み合わせを含む材料から作られていてよい。繊維布は、単一層又は複数の積層物として配置されてよい。グラフェンは、他の材料と比較して、重量あたりの強度又は他の品質に優れていることから、グラフェンは、本発明において、高品質のロッドに求められる望ましいスピード、アクション、パワー、及び感度を提供するフィッシングロッドの構造に組み込まれる。グラフェン製剤は、粉末、フレーク、又はシートの形状であってよく、商業的にグラフェンナノ粉末と称される場合がある。さらに、上述したように、グラフェンはまた、繊維布中にも組み込まれてよい。
【００１１】
中空でテーパー状管状のロッドブランクは、硬化された後、所望される長さに切断され、柄及び釣糸ガイドがロッドブランクに取り付けられ、又は接着される。好ましくは、釣糸ガイドは、ロッドブランクの長さ方向に沿って繊維布のエッジ部が接触するか、又は僅かに重なり合っている場所であるロッドブランクの背の部分に沿って配置される。ロッドブランクの背の部分は、ロッドブランクの反対側よりも僅かにブレが少ない。釣糸ガイド及びリールシートを背の部分の位置を考慮して配置することにより、フィッシングロッドの性能が向上する。釣糸ガイドを背の部分又は背の部分の反対側に沿って配置することにより、負荷の下にあるロッドが、曲がった際にねじれないことが確保される。
【００１２】
新規であると考えられる本発明の特徴は、以下の添付の請求項に詳細に示される。しかし、上記で述べた好ましい実施形態に対する改変、変更、及び変形は、当業者であれば明らかであり、したがって、本明細書で述べるフィッシングロッド及び製造方法は、そのような改変、変更、及び変形を包含し、本明細書で述べる具体的な実施形態に限定されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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