(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維にマトリクス樹脂を含浸したプリプレグの積層体の少なくとも外層の表面全域あるいは部分的に、強化繊維をガラス繊維としマトリクス樹脂中に偏光材料が含有された透明性のある偏光プリプレグが配置され、該偏光プリプレグと他のプリプレグとが一体的に形成されており、
上記偏光プリプレグにおける上記偏光材料の配合量は、該偏光プリプレグのマトリクス樹脂分に対して、０．０５重量％以上３．０重量％以下の範囲であり、
上記偏光プリプレグのみからなる最外層あるいは該偏光プリプレグと上記他のプリプレグとからなる最外層の表面に、図柄が印刷されていると共にクリア塗装が施されていることを特徴とする管状体。
【請求項２】
上記偏光プリプレグのマトリクス樹脂と、他のプリプレグのマトリクス樹脂とが同一樹脂である請求項１に記載の管状体。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の管状体の製造方法であって、
強化繊維にマトリクス樹脂を含浸したプリプレグを芯金に順次巻き付けて、複数枚のプリプレグを積層し、
前記積層したプリプレグの外層に強化繊維をガラス繊維としマトリクス樹脂中に偏光材料が含有された偏光プリプレグを巻き付け、
ついで、加熱加圧してマトリクス樹脂を硬化させて積層したプリプレグを一体化させた管状積層体を形成し、
ついで、上記芯金を引き抜き、
ついで、上記管状積層体の表面に図柄を印刷し、
最後に、上記図柄を含む管状積層体の表面をクリア塗装していることを特徴とする管状体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管状体および該管状体の製造方法に関し、詳しくは、管状体の表面の装飾性の付与について改良し、ばらつきのない均一な装飾が施された管状体を容易に得るものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にゴルフクラブシャフト、テニスやバトミントンのラケット、釣竿等に使用される管状体は、主としてカーボンプリプレグ等の繊維強化樹脂材料を用いて形成されている。これらの材料は、高い強度と適度な撓み性を有し、かつ軽量なものとして人気があり、目的に合わせた機能を有する様々なタイプの管状体が提供されている。
【０００３】
特に、近年では、これらの基本的機能に付加して外観的な美しさを備えた製品が増えており、装飾が製品独自の特性として極めて重要なものとなってきている。このような要請から、管状体の部材表面に金属被膜等を形成し、鏡面を設けることにより、光輝性を有した優れた外観的特色を得ると共に、耐食性及び耐候性に優れた製品が得られる技術が開発されている。
【０００４】
例えば、特開平７−３１３３７号では、外面に塗装膜を形成すると共に、この塗装膜の外面に対し干渉被膜を形成した管状体が提案されている。
また、特開平９−１２２５７４号では、物品の表面に光を反射する微小な凹凸面を形成し、該凹凸面上に透明層を形成すると共に、該透明層上に透明被膜を形成した干渉被膜が提案されている。
さらに、特開平１０−４４３０８号では、部材本体上に形成される金属層と、該金属層上に形成された透明または半透明の保護層とを具備する装飾層を有する部材が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平７−３１３３７号、特開平９−１２２５７４号、特開平１０−４４３０８号では、管状体に装飾を施す手法として塗装を行っているため、塗装時のばらつきにより、塗膜の厚さが変化し、その結果、装飾が均一にならないという問題がある。また、塗膜であるために、使用の繰り返しにより剥がれやすく、装飾を長期間維持できないという問題がある。さらには、塗装工程という別工程が必要であるために、製品完成までの生産性や作業性が悪いという問題もある。
【０００６】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、装飾が剥がれることない上に、装飾のばらつきがなく均一な装飾が施された管状体を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、強化繊維にマトリクス樹脂を含浸したプリプレグの積層体の少なくとも外層の表面全域あるいは部分的に、強化繊維をガラス繊維としマトリクス樹脂中に偏光材料が含有された透明性のある偏光プリプレグが配置され、該偏光プリプレグと他のプリプレグとが一体的に形成されており、
上記偏光プリプレグにおける上記偏光材料の配合量は、該偏光プリプレグのマトリクス樹脂分に対して、０．０５重量％以上３．０重量％以下の範囲であり、
上記偏光プリプレグのみからなる最外層あるいは該偏光プリプレグと上記他のプリプレグとからなる最外層の表面に、図柄が印刷されていると共にクリア塗装が施されていることを特徴とする管状体を提供している。
さらに、上記管状体の製造であって、強化繊維にマトリクス樹脂を含浸したプリプレグを芯金に順次巻き付けて、複数枚のプリプレグを積層し、
前記積層したプリプレグの外層に強化繊維をガラス繊維としマトリクス樹脂中に偏光材料が含有された偏光プリプレグを巻き付け、
ついで、加熱加圧してマトリクス樹脂を硬化させて積層したプリプレグを一体化させた管状積層体を形成し、
ついで、上記芯金を引き抜き、
ついで、上記管状積層体の表面に図柄を印刷し、
最後に、上記図柄を含む管状積層体の表面をクリア塗装していることを特徴とする管状体の製造方法を提供している。
【０００８】
上記のように偏光プリプレグを最外層に巻き回して積層し、一体的に形成することで、管状体の均一な装飾が可能になると共に、偏光材料による装飾が剥がれることがなく、偏光作用による装飾を持続させることができる。また、従来のように偏光塗料を塗装する工程を要することがないため、管状体を非常に容易に装飾することができる。よって、厚みや外観のばらつきのない装飾性に優れた管状体を容易に得ることができる。
【０００９】
プリプレグは厚み、形状や大きさ等の変更が容易であるため、偏光プリプレグの厚み、大きさや形状等を変化させるだけで、容易に管状体の所望の範囲を均一に装飾することができる。具体的には、上記偏光プリプレグは、上記積層体の表面全域を覆うように、あるいは、上記積層体の表面を部分的に覆うように、一定厚みで配置されている。積層体の表面を部分的に覆う場合には、偏光プリプレグ及びその他のプリプレグ、マンドレル形状等を適宜設定し、管状体の表面が平滑になるようにするのが好ましい。
【００１０】
偏光プリプレグの強化繊維をガラス繊維としているため、透明性を得ることができ、偏光材料の効果を最大限に発揮することができる。ガラス繊維は、無アルカリでも良いし、含アルカリでも良い。ガラス繊維は、長繊維、短繊維のいずれであっても良く、繊維角度、形状や配列についても限定されず、例えば、単一方向、ランダム方向、シート状、マット状、織物（クロス）状、組み紐状等のいずれの形状・配列でも使用可能である。特に好ましくは、クロス状である。また、ガラス繊維径は５μｍ〜２０μｍが好ましい。
【００１１】
本発明では、管状体本体の少なくとも最外層にガラス繊維含有の透明性のある偏光プリプレグを配置しているが、偏光プリプレグの枚数や配置位置は適宜設定可能であり、軸方向や周方向等に部分的あるいは断続的、連続的に配置することができる。また、偏光プリプレグは整数回巻き、特に１回巻きが好ましいが、１．５回巻き、２回巻き、３回巻き等としても良い。また、偏光プリプレグの積層厚みは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、さらには０．１ｍｍ〜０．２ｍｍであることが好ましい。なお、偏光プリプレグ及びその他のプリプレグの配置状況に応じて、マンドレル形状を適宜設定することができる。
【００１２】
上記偏光材料の配合量は、上記偏光プリプレグのマトリクス樹脂分に対して、０．０５重量％以上３．０重量％以下の範囲としている。これにより、管状体の他の性能に影響を及ぼすことなく、効率良く管状体を装飾することができる。
上記範囲としているのは、上記範囲より小さいと本発明の特徴である装飾された外観を達成しにくいためであり、上記範囲より大くしても本発明の効果にそれ以上の効果の上昇が望みにくいためである。なお、さらに好ましくは０．１重量％以上１．０重量％以下である。
【００１３】
偏光材料の最大長さ（粒径、金属片の長さ）は１μｍ〜１００μｍ、さらには５μｍ〜２０μｍが好ましい。上記範囲としているのは、上記範囲より小さいと偏光材料の分散が均一にならず連続性のある外観が得にくいためであり、一方、上記範囲より大きいとプリプレグ厚みに対して偏光材料が大きくなりすぎ強度等が低下する可能性があるためである。
【００１４】
偏光材料としては、方解石等の結晶の複屈折を利用したものや、高分子膜の二色性を利用したもの等が挙げられるが、好ましくは、アルミニウム薄片等の金属片が挙げられる。
具体的には、ＦＬＥＸ  ＰＲＯＤＵＣＴＳ  ＩＮＣ．社（ＵＳＡ）製のＣＨＲＯＭＡＦＬＡＩＲ（アルミニウム薄片）、ワッカーケミー社（ドイツ）社製のＨＥＬＩＣＯＮＥ（アルミニウム薄片）等を好適に用いることができる。
【００１５】
上記偏光プリプレグのマトリクス樹脂と、他のプリプレグのマトリクス樹脂とが同一樹脂であることが好ましい。これにより、さらに一体成形しやすくなる。マトリクス樹脂としては、透明性を有する樹脂としており、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂や、ＡＢＳ樹脂、ナイロン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＥＥＫ樹脂等の熱可塑性樹脂を単独、あるいは適宜組み合わせて用いることができる。
【００１６】
また、管状体をゴルフクラブシャフトとして用いる場合には、強度の点よりマトリクス樹脂はエポキシ樹脂が好ましい。なお、ゴルフクラブシャフト以外にも、テニスやバトミントンのラケット、釣竿、スキー用品等に使用することができる。
【００１７】
また、上記のように、積層体の表面側には、シルク印刷、転写箔、シール等による図柄が施している。これにより、さらに装飾性を高めることもできる。また、装飾性等に影響を及ぼさない範囲で表面保護のためにクリア塗装を施している。
【００１８】
偏光プリプレグ以外のプリプレグの積層枚数、巻き回数等は適宜設定可能である。偏光プリプレグ以外のプリプレグに用いられる強化繊維としては、一般に高性能強化繊維として用いられる繊維が使用できる。例えば、炭素繊維、黒鉛繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、超高分子ポリエチレン繊維等が挙げられる。また、金属繊維を用いても良い。これらの強化繊維は、長繊維、短繊維のいずれであっても良く、これらの繊維を２種以上混合して用いても構わない。強化繊維の形状や配列については限定されず、例えば、単一方向、ランダム方向、シート状、マット状、織物（クロス）状、組み紐状等のいずれの形状・配列でも使用可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２は、本発明の第１実施形態の管状体１０を示し、管状体１０は、図１（Ｂ）に示すプリプレグ１１〜１５の積層体を一体的に形成してなる中空パイプ状である。
【００２０】
プリプレグ１５は偏光プリプレグであり、プリプレグ１５のマトリクス樹脂中には、マトリクス樹脂分に対して０．２重量の偏光材料が含有されている。プリプレグ１５は、最外層でプリプレグ１１〜１５の積層体の表面全域を覆うように配置され、強化繊維はガラス繊維を用い、マトリクス樹脂としてエポキシ樹脂を用いている。
【００２１】
プリプレグ１５の偏光材料としてはアルミニウム薄片（商品名：ＣＨＲＯＭＡＦＬＡＩＲ）を用い、偏光材料（薄片）の長さは１５μｍとしている。ガラス繊維の繊維形態は、クロス状とし、プリプレグ１５の積層厚みは０．５ｍｍで均一としている。
【００２２】
また、プリプレグ１１〜１４の強化繊維はいずれも炭素繊維を用い、マトリクス樹脂としてエポキシ樹脂を用いている。プリプレグ１１〜１５は、それぞれマンドレルを１ｐｌｙ（１回巻き）するように設定している。
【００２３】
管状体１０は、シートワインディング製法により作成されており、プリプレグ１１〜１５を芯金（図示せず）に、順次（プリプレグ１１→１２→…１５）巻き付けて積層した後、ポリエチレンテレフタレート樹脂製等のテープでラッピングしてオーブン中で加熱加圧して樹脂を硬化させて一体的に成形し、その後、芯金（マンドレル）を引き抜いて、管状体１０を形成している。
なお、このようにして形成された管状体１０の表面には、品番等を表示するため、図柄をシルク印刷し、さらに艶出し、装飾の保護を目的としてクリア塗装を行っている。
【００２４】
このように、ガラス繊維を強化繊維とした偏光プリプレグである一定厚みのプリプレグ１５を最外層に周方向に全周巻き回して積層し、その他のプリプレグ１１〜１４と一体的に形成することで、管状体１０の表面全体を容易かつ均一に装飾している。プリプレグ１５は、基体となるプリプレグ１１〜１４と同じエポキシ樹脂をマトリクス樹脂として一体成形されているため、特に密着性にも優れ装飾が剥がれることもない。
【００２５】
図３は、本発明の第２実施形態の管状体２０を示し、ガラス繊維を強化繊維とし、変更材料を含有させた偏光プリプレグとして２枚のプリプレグ２５Ａ、２５Ｂを用いている。プリプレグ２５Ａ、２５Ｂは、各々プリプレグの積層体の最外層に配置され、積層体の表面を部分的に覆い、かつ管状体２０の表面が平滑になるように配置されている。プリプレグ２５Ａ、２５Ｂの内層側には複数のプリプレグ２１〜２４が積層され一体的に形成されている。
【００２６】
このように、プリプレグ２５Ａを管状体２０の軸線方向のほぼ中央付近の位置に最外層で配置すると共に、プリプレグ２５Ｂを管状体２０の先端側に最外層で配置しているため、偏光プリプレグにより所要の２箇所の装飾を可能としている。なお、図４に示すように、偏光プリプレグであるプリプレグ３５を管状体３０の軸線方向中央付近の位置で最外層に配置し、プリプレグ３５の内層側に配置した複数のプリプレグ３１〜３４と一体的に形成しても良い。
【００２７】
偏光プリプレグ及びその他のプリプレグの大きさ、形状、厚み等、マンドレルの形状等を適宜設定することにより、種々の形態の管状体を作製することができる。なお、上記実施形態は、偏光プリプレグは１周巻きとしているが、複数回巻きとしても良いし、図５（Ａ）に示すように、偏光プリプレグ４５を半周巻き、あるいは図５（Ｂ）に示すように２枚の偏光プリプレグ４５Ａ’ ４５Ｂ’を周方向に断続的に配置し、周方向に部分的に配置することもできる。
【００２８】
以下、本発明の管状体の実施例、比較例について詳述する。
各々、下記の表１等に示すように、表面が装飾された管状体を作製した。装飾層厚みのばらつき、外観の官能評価、装飾時間の評価を行った。
【００２９】
【表１】
0004011392.tif 000002
【００３０】
（実施例１〜５）
上記第１実施形態と同様のプリプレグの積層構成としたが、偏光プリプレグ中の偏光材料の重量％を上記表１のように各々変更した。
偏光プリプレグは、予め偏光材料を混合した樹脂を用いて作製した。装飾層の厚みを０．２ｍｍとした。偏光プリプレグの上面には、品番等を表示するため、図柄をシルク印刷し、さらに艶出し、装飾の保護を目的としてクリア塗装を行った。
【００３１】
（比較例１〜３）
比較例１、２は、偏光プリプレグ以外のプリプレグを巻き回した積層体を加熱硬化させた後に、偏光プリプレグの代わりに偏光塗料をその表面に塗装した。装飾層の厚みを実施例と同じ０．２ｍｍとした。偏光塗料中の偏光材料の重量％を表１のように設定した。比較例３は、実施例１と同様の構成としたが、偏光プリプレグ中の偏光材料の重量％を０％とした（装飾なし）。
偏光塗料の上面には、品番等を表示するため、図柄をシルク印刷し、さらに艶出し、装飾の保護を目的としてクリア塗装を行った。
【００３２】
各管状体につき任意の１０点で装飾層の厚みを測定し、１０点中の最大厚みと最小厚みの差（ばらつき）（μｍ）を求めた。目視による外観の官能評価を行い、５名の人間により目視評価を行い、外観が良好と感じた人が５人の場合を「◎」４人の場合を「○」、外観が良好と感じた人が２〜３人の場合を「△」、外観が良好と感じた人が０〜１人の場合を「×」とした。また、比較例については塗装時間（塗装に要した時間＋硬化に要した時間）（分）を測定した。
【００３３】
表１に示すように、実施例１〜５はいずれも装飾のばらつきが少なく、装飾厚みがほぼ一定である上に、外観の官能評価も良好であることが確認できた。また、他のプリプレグと偏光プリプレグとを一体的に形成しているため、装飾のための時間を要せず容易に装飾が施された管状体を得ることができた。
【００３４】
一方、比較例１、２は偏光塗料を用いた塗装により塗膜形成を行ったため、装飾層の厚みにばらつきが見られると共に、装飾層が均一でないために外観も実施例に比べて劣る結果となった。また、装飾層以外のプリプレグを硬化させた後に塗料を塗装する塗装工程に時間を費やした。比較例３は、偏光プリプレグも偏光塗料も用いなかったため、外観が良くなかった。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、厚み、形状や大きさ等の設定が容易であるプリプレグにガラス繊維と偏光材料を含有させた偏光プリプレグを最外層に巻き回して積層し、一体的に形成している。このため、管状体の均一な装飾が可能になると共に、偏光材料による装飾が剥がれることがなく、偏光作用による装飾を持続させることができる。よって、外観や厚みのばらつきがなく、偏光性を有し装飾性に優れた管状体を容易に得ることができる。
【００３６】
さらに、従来のように偏光塗料を塗装する工程を要することがないため、管状体を非常に容易に装飾することができ、作業工程を簡略化し、生産性や作業性も高めることができる。また、部分的な装飾も容易に施すことができる。従って、本発明の管状体は、ゴルフクラブシャフト、テニスやバトミントンのラケット、釣竿等に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （Ａ）は本発明の第１実施形態の管状体の概略図、（Ｂ）は管状体を構成するプリプレグの積層状況を示す図である。
【図２】  （Ａ）は第１実施形態の管状体の軸方向の概略断面図、（Ｂ）は周方向の概略断面図である。
【図３】  第２実施形態の管状体の軸方向の概略断面図である。
【図４】  第２実施形態の変形例の管状体の軸方向の概略断面図である。
【図５】  （Ａ）（Ｂ）は他の形態の管状体の周方向の概略断面図である。
【符号の説明】
１０  管状体
１１〜１４  プリプレグ
１５  プリプレグ（偏光プリプレグ）
【図１】
0004011392.tif 000003
【図２】
0004011392.tif 000004
【図３】
0004011392.tif 000005
【図４】
0004011392.tif 000006
【図５】
0004011392.tif 000007