JP2016116622A

JP2016116622A - ゴルフクラブシャフトとその製造方法

Info

Publication number: JP2016116622A
Application number: JP2014257325A
Authority: JP
Inventors: 佳市中条; Keiichi Nakajiyou
Original assignee: NAKAJO KK
Current assignee: NAKAJO KK
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-06-30

Abstract

【課題】軽量であり且つ剛性や弾発性が高く、打球の方向性も良好なゴルフクラブシャフトとその製造方法を提供する。
【解決手段】ゴルフクラブシャフト１０の長手方向に対して斜め方向に繊維が配列された複数の繊維強化樹脂層１４，１６，１８，２０，２２，２４を有する。繊維は、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドである人造ポリペプチド繊維から成る。繊維強化樹脂層１４，１６は、互いに交差するようにゴルフクラブシャフト１０の長手方向に対して斜め方向に繊維が配列された複数の層から成る斜交層１５を備える。繊維強化樹脂層１４，１６，１８，２０，２２，２４は、人造ポリペプチド繊維の層に樹脂を含浸させたプリプレグ２６，２８，３２を形成し、ゴルフクラブシャフト１０の長手方向に対して斜め方向に繊維が配列されるように、プリプレグ２６，２８，３２をマンドレル３０に巻回し、乾燥し硬化させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、人造ポリペプチド繊維により強化されたゴルフクラブシャフトとその製造方法に関する。

従来、ゴルフクラブシャフトは、特許文献１〜３に開示されているように、柔らかい状態の樹脂中に炭素繊維を有したシート状のプリプレグを、芯金であるマンドレルに巻き付け、これを金型にセットして樹脂を硬化させ、この後マンドレルを抜いて中空のカーボンシャフトを形成していた。このプリプレグは、炭素繊維等の層に樹脂を含浸させたものであり、このプリプレグを複数層にわたってマンドレルに巻き付け、所望の太さと強度及びトルクを備えたゴルフクラブシャフトを形成していた。

特開２００９−２４７５９０号公報特開２００８−２３７３７３号公報特開平１０−２４１３３号公報特開２０１４−１２９６３９号公報

ゴルフクラブシャフトは軽量で、適度な弾力性を有し打球の方向性がよいものが望まれているが、これらは互いに相反する特性であることから、種々の使用者の様々な要求に十分に答えることができるゴルフクラブシャフトを形成することはきわめて難しいものであった。

近年多くのゴルフクラブシャフトで用いられている炭素繊維強化型のカーボンシャフトも、軽量化に大きく寄与しているが、軽量化とシャフトの硬さや弾性は相反するものであり、軽量化には限界があった。さらに、ゴルフクラブシャフトの撓み具合は、使用者の好みやヘッドスピードにより異なり、またいわゆる手元調子から先調子まで種々のタイプのゴルフシャフトが要求され、これらの様々な要求に対して十分に対応可能なゴルフクラブシャフトの構造が求められていた。

一方、特許文献４に開示されているような、天然型クモ糸タンパク質に由来する人造ポリペプチド繊維が製造可能になってきているが、この人造ポリペプチド繊維をゴルフクラブシャフトに利用することは、未だ実現されていないものであった。

この発明は上記従来の技術に鑑みてなされたものであり、軽量であり且つ所望の剛性や弾性を得ることができるゴルフクラブシャフトとその製造方法を提供することを目的とする。

この発明は、繊維強化された中空のゴルフクラブシャフトであって、少なくとも前記ゴルフクラブシャフトの長手方向に対して斜め方向に繊維が配列された複数の繊維強化樹脂層を有し、前記繊維は、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドである人造ポリペプチド繊維から成るゴルフクラブシャフトである。

前記繊維強化樹脂層は、互いに交差するように前記ゴルフクラブシャフトの長手方向に対して斜め方向に繊維が配列された複数の層から成る斜交層を備え、前記斜交層を複数備えるものである。

さらに、複数の前記斜交層の間に、前記ゴルフクラブシャフトの長手方向に対して平行に前記人造ポリペプチド繊維が配列されたストレート層を備えるものでも良い。

またこの発明は、繊維強化された中空のゴルフクラブシャフトの製造方法であって、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドである人造ポリペプチド繊維の層に樹脂を含浸させたプリプレグを形成し、前記ゴルフクラブシャフトの長手方向に対して斜め方向に前記人造ポリペプチド繊維が配列されるように、前記プリプレグをマンドレルに巻回して乾燥し硬化させ、前記マンドレルを引き抜いて形成するゴルフクラブシャフトの製造方法である。

またこの発明は、繊維強化された中空のゴルフクラブシャフトの製造方法であって、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドである人造ポリペプチド繊維を束ねて樹脂を含浸させたトウプリプレグを形成し、前記ゴルフクラブシャフトの長手方向に対して斜め方向に前記人造ポリペプチド繊維が配列されるように、前記トウプリプレグをマンドレル表面に編み組みして複数層を形成して乾燥し硬化させ、前記マンドレルを引き抜いて形成するゴルフクラブシャフトの製造方法である。

この発明のゴルフクラブシャフトとその製造方法によれば、天然型クモ糸タンパク質に由来する人造ポリペプチド繊維により強化された繊維強化樹脂層によりゴルフクラブシャフトが構成され、従来の炭素繊維やその他繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトと比較して、より軽量で、柔軟性や強度が高く、より幅広く任意の弾性と硬さを有したゴルフクラブシャフトを形成することができる。しかも、製造は従来の繊維強化樹脂製のシャフトと同様に製造することができ、製造コストも比較的安価である。

この発明の一実施形態のゴルフクラブシャフトを示す部分破断斜視図である。この実施形態のゴルフクラブシャフトを製造するマドレルと各プリプレグを示す平面図である。

以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１、図２はこの発明の一実施形態を示すもので、この実施形態のゴルフクラブシャフト１０は、中空部１２を有し、人造ポリペプチド繊維により強化された複数の繊維強化樹脂層１４，１６，１８，２０．２２，２４により形成されている。

繊維強化樹脂層１４，１６は、互いに交差する方向であってゴルフクラブシャフト１０の長手方向に対して斜め方向に人造ポリペプチド繊維が巻回され、斜交層１５を構成している。繊維強化樹脂層１４，１６の各繊維は、互いに平行に配列されている。さらに、繊維強化樹脂層１６の外側の繊維強化樹脂層１８は、ゴルフクラブシャフト１０の長手方向と平行であって互いに平行に人造ポリペプチド繊維が配置されたもので、ストレート層１７を構成している。

同様に、繊維強化樹脂層１８の外側の繊維強化樹脂層２０，２２も、ゴルフクラブシャフト１０の長手方向に対して斜め方向に人造ポリペプチド繊維が巻回され、斜交層１５を構成している。繊維強化樹脂層２０，２２の各繊維も、互いに平行に配列されている。さらに、繊維強化樹脂層２２の外側の繊維強化樹脂層２４は、ゴルフクラブシャフト１０の長手方向と平行であって互いに平行に人造ポリペプチド繊維が配置されたもので、ストレート層１７を構成している。

繊維強化樹脂層１４，１６，１８，２０．２２，２４の一層あたりの厚みは、例えば０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍである。繊維強化樹脂層１４，１６，１８，２０．２２，２４には、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を使用することができ、好ましくは熱硬化性樹脂がよい。

熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系樹脂、ポリアクリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、およびこれらの混合樹脂を使用することができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびこれらの混合樹脂を使用することができる。その他、シリコーン樹脂等も用いることができる。特に、エポキシ系樹脂は高い剛性と靭性値を有し好適である。

ここで用いる人造ポリペプチド繊維は、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドの繊維であり、クモの糸と同様の分子構造を持ち人工的に製造したタンパク質であるポリペプチドから成る繊維である。このポリペプチド繊維は、天然型クモ糸タンパク質と同様の分子構造を持つものであればよく、材質は特に限定されない。

このポリペプチド繊維は、強靭性に優れたクモの大瓶状線で産生される大吐糸管しおり糸タンパク質に由来する分子構造を持つポリペプチドであることが好ましい。大吐糸管しおり糸タンパク質としては、アメリカジョロウグモ(Nephila clavipes)に由来する大瓶状線スピドロインＭａＳｐ１やＭａＳｐ２、二ワオニグモ(Araneus diadematus)に由来するＡＤＦ３やＡＤＦ４などがある。この大吐糸管しおり糸タンパク質と同様の分子構造を持つポリペプチドは、大吐糸管しおり糸タンパク質の変異体、類似体又は誘導体などを含む。

さらに、クモの小瓶状線で産生される小吐糸管しおり糸に由来する組換えクモ糸タンパク質であってもよい。小吐糸管しおり糸タンパク質としては、アメリカジョロウグモ(Nephila clavipes)に由来する小瓶状線スピドロインＭｉＳｐ１やＭｉＳｐ２が挙げられる。その他にも、上記組換えクモ糸タンパク質は、クモの鞭毛状線(flagelliform gland)で産生される組換えクモ糸タンパク質であってもよい。横糸タンパク質としては、例えばアメリカジョロウグモ（Nephila clavipes)に由来する鞭毛状絹タンパク質(flagelliform silk protein)などがある。

この人造ポリペプチド繊維は、単繊維直径が５μｍ〜２００μｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは繊維直径は７μｍ〜１００μｍの範囲、さらに好ましくは１０μｍ〜８０μｍの範囲である。さらに、延伸により適宜の太さに調節され、ゴルフクラブシャフト１０に用いられる場合、平均直径が例えば、０．１μｍ〜１００μｍの範囲、より好ましくは平均直径が１μｍ〜５０μｍの範囲である。

この実施形態のゴルフクラブシャフト１０の製造は、図２（ａ）に示す芯金であるマンドレル３０の長手方向に、図示しない剥離層を介して、斜交層１５を構成する図２（ｂ）（ｃ）に示す繊維強化樹脂層１４，１６のプリプレグ２６，２８を巻き付ける。巻き付けは、プリプレグ２６，２８が柔らかいうちにマンドレル３０に巻き付ける。巻き付けに際して、人造ポリペプチド繊維がゴルフクラブシャフトの長手方向に対して所定の角度方向、例えば４０°〜５０°、好ましくは４５°の方向に斜めに巻き付けられるとともに、繊維強化樹脂層１４，１６の各層の人造ポリペプチド繊維が互いに交差する方向に巻き付ける。

斜交層１５の繊維強化樹脂層１４，１６をマンドレル３０に巻き付けた後、さらに、ストレート層１７である繊維強化樹脂層１８を構成するプリプレグ３２をマンドレル３０に巻き付ける。プリプレグ３２は、人造ポリペプチド繊維がゴルフクラブシャフトの長手方向と平行に配置されるように、繊維強化樹脂層１６の外側に巻き付ける。

ストレート層１７の外側に、さらに斜交層１５を形成する繊維強化樹脂層２０，２２の図示しないプリプレグを同様に巻き付け、その外側にさらにストレート層１７を形成する繊維強化樹脂層２４の図示しないプリプレグを巻き付ける。

この後、各樹脂層１４，１６，１８，２０，２２，２４を硬化させ、マンドレルを抜き取る。そして、所定の塗装等を施して、ゴルフクラブシャフト１０が完成する。

この実施形態のゴルフクラブシャフト１０によれば、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチド繊維により強化された繊維強化樹脂層１４，１６，１８，２０，２２，２４により構成され、従来の炭素繊維やその他繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトと比較して、軽量で、柔軟性や強度が高く、より幅広く任意の弾性と硬さを有したゴルフクラブシャフトを形成することができる。しかも、製造は従来の繊維強化樹脂製のシャフトと同様に製造することができ、製造コストも比較的安価である。

この発明のゴルフクラブシャフトの製造方法は、上記実施形態以外に、トウプリプレグを編み組みして成形するブレイディング製法によるゴルフクラブシャフトでも良い。このブレイディング製法によるゴルフクラブシャフトは、数千本の人造ポリペプチド繊維を束ねたトウに、成形用樹脂を予め含浸させて成るトウプリプレグを、ゴルフクラブシャフトの長手方向の軸線に対して左右対称であって、４０°〜５０゜の傾斜配向角度を有する組糸と、シャフト軸線に対して平行な配向角度をもつ中央糸とで、編組機によりマンドレル表面に沿って編み組みして組物層を形成するものである。この後、これを乾燥し硬化させてマンドレルを引き抜き、ゴルフクラブシャフトを形成する。

トウプリプレグに用いられる人造ポリペプチド繊維の直径は、５μｍ〜２００μｍのフィラメントを１０００本〜１２０００本収束させた繊維トウに成形用樹脂を含浸させたものである。成形用樹脂としては、上記実施形態の合成樹脂と同様のものが使用出来、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリプロピレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ナイロン樹脂などの熱可塑性樹脂を使用することができ、好ましくはエポキシ樹脂を用いるのがよい。

このブレイディング製法により、人造ポリペプチド繊維によるゴルフシャフトを製造すると、より軽量で、強度や耐衝撃性を向上させることができ、ゴルフクラブシャフトの表面の平滑性も向上させることができ、耐久性も向上させることができる。

なお、この発明のゴルフクラブシャフトに用いる人造ポリペプチド繊維は、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドであれば良く、その成分や分子構成、製造方法等は問わないものでる。

１０ゴルフクラブシャフト
１２中空部
１４，１６，１８，２０，２２，２４繊維強化樹脂層
１５斜交層
１７ストレート層

Claims

繊維強化された中空のゴルフクラブシャフトであって、少なくとも前記ゴルフクラブシャフトの長手方向に対して斜め方向に繊維が配列された複数の繊維強化樹脂層を有し、前記繊維は、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドである人造ポリペプチド繊維から成ることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
前記繊維強化樹脂層は、互いに交差するように前記ゴルフクラブシャフトの長手方向に対して斜め方向に繊維が配列された複数の層から成る斜交層を備え、前記斜交層を複数備える請求項１記載のゴルフクラブシャフト。
複数の前記斜交層の間に、前記ゴルフクラブシャフトの長手方向に対して平行に前記人造ポリペプチド繊維が配列されたストレート層を備える請求項２記載のゴルフクラブシャフト。
繊維強化された中空のゴルフクラブシャフトの製造方法であって、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドである人造ポリペプチド繊維の層に樹脂を含浸させたプリプレグを形成し、前記ゴルフクラブシャフトの長手方向に対して斜め方向に前記人造ポリペプチド繊維が配列されるように、前記プリプレグをマンドレルに巻回して乾燥し硬化させ、前記マンドレルを引き抜くことを特徴とするゴルフクラブシャフトの製造方法。
繊維強化された中空のゴルフクラブシャフトの製造方法であって、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドである人造ポリペプチド繊維を束ねて樹脂を含浸させたトウプリプレグを形成し、前記ゴルフクラブシャフトの長手方向に対して斜め方向に前記人造ポリペプチド繊維が配列されるように、前記トウプリプレグをマンドレル表面に編み組みして複数層を形成して乾燥し硬化させ、前記マンドレルを引き抜くことを特徴とするゴルフクラブシャフトの製造方法。