JP2015073782A - 人工羽根 - Google Patents

Abstract

【課題】バドミントン用品であるシャトルコック等を構成する素材として用いられる、天然羽根に近い物性を有する人工羽根を低コストで製造する。
【解決手段】羽弁部と、熱膨張性マイクロカプセルを１〜１０％の重量割合で混合した樹脂ペレットが射出成形されてなる羽軸部とから構成され、該羽軸部は、発泡構造をなす芯部と、該芯部の側表面を覆う表層部とからなる人工羽根。天然水鳥の羽根を模し、外側が硬質な表層部、内側は柔軟な芯部から構成される羽軸部を有する人工羽根が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、バドミントン用品であるシャトルコック等に用いられる人工羽根に関する。

スポーツ競技としてのバドミントンにおいて、ラケットを用いて打ち合うシャトルコックは、ガチョウ等の水鳥から採取した１６本の天然羽根をベースとなるコルク製部材に放射状に植え付け、２本のかがり糸で天然羽根同士を円環状に連結することにより製造されている。

しかしながら、天然物を利用する限りは、材料調達が困難となるリスクが常に存在する。特に、これまで天然羽根の供給を依存してきた中国において、食生活の変化によりガチョウ養殖が減少している背景を踏まえ、天然羽根に代わる人工素材の開発がより強く求められている。

そこで、天然羽根に代わる人工羽根を素材に用いたシャトルコックの開発が進められている（特許文献１参照）。

特開２０１２−２４１５７号公報

人工羽根を用いてなるシャトルコックは、練習球として市販されるものがいくつか存在するものの、天然羽根の物性を十分に再現するまでには至っておらず、試合球として公式採用されたものは未だ存在しない。

また、特許文献１に記載される人工羽根の製造には２回成形や２色成形等の成形工程が不可欠となるが、練習球として製品を普及させるためには、製造コストをさらに低下させる必要がある。

そこで本発明の課題は、天然羽根に近い物性を有する人工羽根を低コストで製造することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る人工羽根は、羽弁部と、熱膨張性マイクロカプセルを１〜１０％の重量割合で混合した樹脂ペレットが射出成形されてなる羽軸部とから構成され、該羽軸部は、発泡構造をなす芯部と、該芯部の側表面を覆う表層部とからなることを特徴とするものからなる。

熱膨張性マイクロカプセルの混合比が１％未満の場合には、内部に十分な発泡構造を形成することができず、天然羽根に近い構造を得ることができないため重量が重くなってしまう。また、１０％を超えて熱膨張性マイクロカプセルを混合した場合には、発泡構造の密度むらが顕著になり品質が安定しにくい。このような理由により混合比は１〜１０％であることが好ましい。このような本発明の人工羽根は、天然羽根に極めて近似した構造を備える羽軸部を単一の射出成形工程にて形成し、これに羽弁部を取り付けるという簡便な製造工程にて製造することができるので、特許文献１に記載される人工羽根よりも低コストで製造することができる。また、天然羽根に極めて近似した構造となることから、従来の人工羽根と比較して良好な飛翔性能を有する人工羽根が提供可能となる。

本発明の人工羽根において、前記羽弁部が前記羽軸部と一体的に成形されることが好ましい。羽弁部と羽軸部が一体的に成形されることにより、人工羽根全体を単一の成形工程にて形成することが可能となり、より一層の製造コスト削減が可能となる。

本発明の人工羽根において、前記樹脂ペレットがナイロン（登録商標）樹脂からなることが好ましい。ナイロン樹脂は耐久性が高く、従来からシャトルコックの練習球の構成素材として採用されているので、人工羽根の主成分として好適に使用することができる。

特に前記樹脂ペレットが、ガラス強化ナイロン樹脂または炭素繊維強化ナイロン樹脂からなることが好ましい。このようなナイロン樹脂を採用することにより、ラケットで強打された際にも破損しにくい天然羽根に近い剛性や耐久性、耐衝撃性がシャトルコックに付与される。製造コスト低減の観点からは、安価なガラス強化ナイロン樹脂が好適に採用される。一方、剛性向上の観点からは、炭素繊維が好適に採用される。

本発明の人工羽根において、前記芯部の比重が０．０２〜０．４であり、前記表層部の比重が０．７５〜１．５であることが好ましい。熱膨張性マイクロカプセルを混合した樹脂ペレットが所定の条件下で射出成形されることにより、このように天然羽根を模擬した物性を実現することが可能となり、天然羽根に極めて近い飛翔性能を得ることができる。

以上述べたような本発明の構成により、バドミントンのシャトルコックを構成する部材として好適に用いられる人工羽根が提供可能となる。

本発明によれば、天然羽根を模した構造を備える羽軸部と羽弁部とからなる人工羽根を用いて、人工素材由来のシャトルコックを簡便かつ低コストで製造することが可能となる。

本発明の一実施態様に係る人工羽根を示す斜視図である。 本発明の一実施態様に係る人工羽根の羽軸部の断面観察図であり、（Ａ）は顕微鏡写真による観察図、（Ｂ）は（Ａ）の主要部をトレースした観察図である。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る人工羽根１を示す斜視図である。人工羽根１は、羽弁部２と羽軸部３から構成されており、２つの羽弁部２が羽軸部３を挟んで両側に向け延設されている。羽弁部２は羽軸部３と同時かつ一体的に成形されることが好ましいが、別々に成形された後に接着されてもよい。羽弁部２は、羽軸部３とは別材料から構成されていてもよい。

図２は、本発明の一実施態様に係る人工羽根１の羽軸部３の４分の１横断面を観察した断面観察図である。（Ａ）に示した顕微鏡写真をトレースした観察図（Ｂ）について、羽軸部３の横断面は芯部３ａの周囲に表層部３ｂが形成された二重構造を有しており、芯部３ａは多数の微細孔と比較的大きな空孔４を含む発泡構造をなしている。微細孔および空孔４は、羽軸部３を構成するナイロン樹脂ペレットに含まれていた熱膨張性マイクロカプセルが射出成形時に発泡してできた気泡の孔である。図２に示される発泡構造には密度むらが見られるが、熱膨張性マイクロカプセルの混合比を調整することによって、より均質な発泡構造を形成することができる。

ナイロン樹脂ペレットに１〜１０％の重量割合で混合された熱膨張性マイクロカプセルは、平均粒子径５〜５０μｍであり、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン、ブテン、イソブテン、ｎ−ペンタン、ネオペンタン、ヘキサンまたはヘプタン等の脂肪族炭化水素類や、ジクロロテトラフロロエタン、１，１−ジクロロジフルオロエチレン等の各種ハロゲン化脂肪族炭化水素類、等からなる膨張剤が、膜厚２〜１５μｍ程度の熱可塑性高分子樹脂からなる外殻で包まれたものである。一例として、膨張剤としてイソペンタン、熱可塑性高分子樹脂の外殻としてアクリロニトリル系コポリマーとの組合せが好ましく、市販される熱膨張性マイクロカプセルの例としては、松本油脂製薬（株）の「マツモトマイクロスフェアー（登録商標）」等が挙げられる。

図２において、羽軸部３の芯部３ａと表層部３ｂの境界面は滑らかな曲面ではなく、多数の凹凸構造のある入り組んだ境界面に形成されている。このような凹凸構造がアンカー効果を発揮し、表層部３ｂが芯部３ａから容易に剥離しにくい羽軸部３を形成しているので、このような人工羽根１を用いて製造されるシャトルコックには優れた耐久性が付与される。また、図２に例示した羽軸部３の断面形状は円形であるが、羽軸部３の断面形状は天然羽根と同様に略四角形であってもよい。天然羽根と同等の飛翔性能が得られるよう適切な断面形状を有する羽軸部３を形成すればよい。

本発明に係る人工羽根は、優れた耐久性が求められるバドミントンのシャトルコック等を構成する素材として利用可能である。

１ 人工羽根
２ 羽弁部
３ 羽軸部
３ａ 芯部
３ｂ 表層部
４ 空孔

Claims (6)

1. 羽弁部と、熱膨張性マイクロカプセルを１〜１０％の重量割合で混合した樹脂ペレットが射出成形されてなる羽軸部とから構成され、
   該羽軸部は、発泡構造をなす芯部と、該芯部の側表面を覆う表層部とからなることを特徴とする人工羽根。
2. 前記羽弁部が前記羽軸部と一体的に成形される、請求項１に記載の人工羽根。
3. 前記樹脂ペレットがナイロン樹脂からなる、請求項１または２に記載の人工羽根。
4. 前記樹脂ペレットが、ガラス強化ナイロン樹脂または炭素繊維強化ナイロン樹脂からなる、請求項３に記載の人工羽根。
5. 前記芯部の比重が０．０２〜０．４であり、前記表層部の比重が０．７５〜１．５である、請求項１〜４のいずれかに記載の人工羽根。
6. バドミントンのシャトルコックを構成する部材として用いられる、請求項１〜５のいずれかに記載の人工羽根。

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