JP4376419B2 - ラケットフレーム及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テニス、バトミントン、スカッシュ等のスポーツ用のラケットフレームに関し、特に、繊維強化樹脂製のテニスラケットフレームに用いられるもので、振動減衰性を高めながら、軽量化及び強度、剛性の向上を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、女性やシニア等の少ない力で飛び性能を要求する層に対して、軽量化されたテニスラケットフレームが提供されている。しかしながら、軽量化に伴い打球時の衝撃がプレーヤーに不快な衝撃を与える問題がある。
【０００３】
そのため、振動減衰性に優れたラケットフレームとして、熱可塑性樹脂をマトリクス樹脂とするラケットフレームが提供されている。例えば、熱可塑性樹脂であるナイロン樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化樹脂を用いた、ナイロンＲＩＭ製法によるラケットフレームがある。しかし、上記ラケットフレームは、高い振動減衰性を有するものの、ナイロン自体が水分を吸収する特徴があるため破壊強度が低下する問題があった。
【０００４】
そこで、本出願人は、特開平１１−２２６１５３号において、ラケットフレームの厚さ方向の断面において、内層を熱硬化性樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化熱硬化性樹脂層とすると共に、外層を熱可塑性樹脂マトリクス樹脂とする繊維強化熱可塑性樹脂層とすることで、効果的に振動を減衰することができ、かつ剛性及び強度が高いラケットフレームを提供している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ラケットフレームでは、繊維強化熱硬化性樹脂層と繊維強化熱可塑性樹脂層の接着に関し、熱硬化性樹脂の接着力のみによる固着、もしくは繊維のアンカー効果による固着により接着されているため、両者の接着性が必ずしも十分ではないという欠点があることを見いだした。実際に、繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層を接合して成形したラケットで、耐久性テストを実施したところ、繊維強化熱可塑性樹脂層を接合した部分にクラックが発生し、両者の接合面を観察調査すると、繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層の接着界面で剥離が発生していた。
【０００６】
このように、繊維強化熱硬化性樹脂層と繊維強化熱可塑性樹脂層の接着性が悪いと、両者の境界面において、剥離が発生しやすくなり、その結果、ラケットフレームの強度が低下する。そのため、さらに、繊維強化熱硬化性樹脂層で接合部を覆う補強をすることも考えられるが、このように接合部を繊維強化熱硬化性樹脂層で補強すると、重量が増加して、ラケットフレームの軽量化の要請を満たせなくなり、かつ、剛性設計の自由度を低下させる問題がある。
【０００７】
また、打撃時の衝撃により層間の接着性が低下すると、不快な振動を発生させる問題があった。この問題に対しては、振動減衰性のよい繊維強化熱可塑性樹脂層の割合を増加させると良いが、増加させると繊維強化熱硬化性樹脂層の割合が低下するため、強度低下の問題が発生する。
【０００８】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたもので、繊維強化熱硬化性樹脂層と繊維強化熱可塑性樹脂層の間の接着性を高めて、振動減衰性に優れ、かつ、軽量で高強度、高剛性を有するラケットフレームを提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、熱可塑性樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化熱可塑性樹脂層と熱硬化性樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化熱硬化性樹脂層とを備え、これら繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層の間をシランカップリング剤で一体的に接合していることを特徴とするラケットフレームを提供している。
【００１０】
上記本発明で使用するシランカップリング剤としては、下式で表されるものが挙げられる。
【００１１】
【化１】

【００１２】
上記式中、Ｘは有機反応基でアミノ基、エポキシ基、メルカプト基、メタクリル基、ビニル基等が挙げられる。Ｙは無機反応基であり、一般式（−ＯＲ）からなる反応基で、上記式中、Ｒは同一または異なる炭素数１〜３の飽和アルキル基である。なお、ｎは１〜３の整数である。
また、熱可塑性樹脂として６ナイロンを、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合には、Ｘがアミノ基、Ｙがメトキシ基及びエトキシ基のどちらかの組み合わせからなるシランカップリング剤が好ましい。
【００１３】
上記した本発明は、発明者が鋭意研究の結果、繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層との層間をシランカップリング剤で接着すると、両者間の接着性が大きく向上することを見い出したことに基づく。
【００１４】
このように、シランカップリング剤で繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層との層間の接合を行うと、その接合力は強いため、さらに、繊維強化熱硬化性樹脂により補強する必要がなく、よって、補強によりフレーム重量が増加するという問題を解消でき、軽量化ラケットの作製が容易になる。さらに、これら両層間の接着が良好であるため、打撃時の衝撃により、不快な振動を発生させる問題も減少でき、人体への影響も少なくできる。よって、振動減衰性を高めながら高強度、高剛性を有し、かつ軽量なラケットフレームを得ることができる。
【００１５】
上記シランカップリング剤の濃度は、溶媒に対し０．５ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下で調合し、上記繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層の層間に塗布することが好ましい。
【００１６】
上記シランカップリング剤の濃度は、０．５ｗｔ％以上としているのは、０．５ｗｔ％未満の場合、繊維強化熱可塑性樹脂の表面と結合できるメトキシ基、エトキシ基（無機反応基）の量が十分でなく、接着強度の低下により、剥離や破損が起こることによる。また、３．０ｗｔ％以下としているのは、３．０ｗｔ％を越えると、シランカップリング剤の官能基同士が接触し、ダイマー化、または、オリゴマー化を起こしやすく、反応性が低下することによる。従って、シランカップリング剤の濃度は０．５ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下、より好ましくは、０．５ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下が良い。
【００１７】
なお、上記繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層の間の接着剤として、エポキシ樹脂接着剤をシランカップリング剤と併用してもよい。このエポキシ樹脂接着剤は、熱硬化性樹脂との接着性は良好であるが、熱可塑性樹脂との接着性は良くないため、エポキシ樹脂接着剤のみで層間を接合することは不適である。よって、エポキシ樹脂接着剤を繊維強化熱硬化性樹脂層の表面に塗布し、シランカップリング剤を繊維強化熱可塑性樹脂層の表面に塗布して、エポキシ樹脂接着剤とシランカップリング剤とを接着させると、接着効果を高めることができる。
【００１８】
上記繊維強化熱可塑性樹脂層は、少なくともガット張架部の一部、スロート部または／およびヨークに配置し、該配置部ではフレームの厚さ方向の断面において、上記繊維強化熱硬化性樹脂層を内層に、上記繊維強化熱可塑性樹脂層を外層に配置することが好ましい。
【００１９】
即ち、ガット張架部の３〜５時および７時〜９時（フェイス面を時計面とみて、トップを１２時とした位置）、ヨーク、およびスロート部は、打球時に曲げ及びねじれが発生し、振動幅の大きな箇所であるため、これらの部分に繊維強化熱可塑性樹脂層を設けると、振動減衰性を効率よく高めることができる。さらに、この繊維強化熱可塑性樹脂層を外層とすると、振動減衰率をより高めることができる。
【００２０】
また、この繊維強化熱可塑性樹脂層を構成する繊維強化熱可塑性樹脂量は、ラケットフレーム全体の質量に対して１０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下としている。この繊維強化熱可塑性樹脂の割合は、フレームに塗装、パテ塗装、部品（グロメット）、グリップレザー、エンドキャップ、ストリングを装着前のローフレームの重量に対する割合である。この重量が１０ｗｔ％未満であると、繊維強化熱硬化性樹脂の特性が勝ってしまい、振動減衰性が上がらないことに因る。また、６０ｗｔ％よりも大きくなると、繊維強化熱可塑性樹脂の割合が増え、ラケットフレーム重量が増加するため、操作性が悪くなる。かつ、ラケット重量を通常の使用可能な範囲とするためには、繊維強化熱硬化性樹脂の使用量を減らす必要があるため、繊維強化熱硬化性樹脂での破損が起こりやすくなり、破壊強度が低下することに因る。従って、繊維強化熱可塑性樹脂量はラケットフレーム全体の質量に対して、１０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下、好ましくは１５ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下が良い。
【００２１】
なお、繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層の接合部では、外層の繊維強化熱可塑性樹脂層の外面に、さらに、繊維強化熱硬化性樹脂層を設けて、シランカップリング剤で接着して補強しても良い。しかしながら、その場合、繊維強化熱硬化性樹脂量は１０ｇ以下が好ましい。これは１０ｇより多いと、重量が増加し操作性が悪くなり、かつ、振動減衰性が低下することに因る。また、さらに設けた繊維強化熱硬化性樹脂層が外側に付加しているため、金型での成形時に内圧成形できない部分で、金型の接合面に噛みこみやすく、繊維の噛み（ｐｉｎｃｈ ｆｉｂｅｒ）が増加し、強度の低下、接着性のばらつきにつながる恐れもあることに因る。
【００２２】
上記シランカップリング剤が塗布される繊維強化熱可塑性樹脂層の表面に、ガラス繊維からなる補強層を設けていることが好ましい。
上記ガラス繊維としては、ガラス繊維不織布が、好ましくはテープ状にし、螺旋状に巻いて用いられる。一方、このガラス繊維層で補強される繊維強化熱可塑性樹脂層では、強化繊維は連続繊維とすると、強度を高めることができるために好ましい。
【００２３】
このように、繊維強化熱可塑性樹脂層が繊維強化熱硬化性樹脂層と接合する側の表面にガラス繊維からなる補強層を設けておくと、ガラス繊維に含まれる水酸基（−ＯＨ）がシランカップリング剤のメトキシ基、エトキシ基（無機反応基）と接触し結合しやすくなり、接着強度が向上する。また、繊維強化熱可塑性樹脂は、金型内に強化繊維を予め配置し、ポリアミド樹脂モノマー（ＲＩＭナイロン）を反応射出成形すると、成形品表面の繊維と樹脂の割合の制御が容易となる。
【００２４】
上記した繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層とはシランカップリング剤を介して一体成形されていることが好ましい。
その製造方法は、繊維強化熱可塑性樹脂層を構成する成形品を成形後、その内面にシランカップリング剤を塗布し、該繊維強化熱可塑性樹脂層の成形品の内側に、繊維強化熱硬化性樹脂層を形成するプリプレグからなるレイアップ（予備成形体）を挿入し、これを金型内に充填して、加熱加圧成形で一体成形している。
【００２５】
このように、繊維強化熱硬化性樹脂を加熱成形する際に、予め成形した繊維強化熱可塑性樹脂の部材の表面にシランカップリング剤を塗布しておき、これらを一体として金型内に充填して、加熱加圧すると、繊維強化熱硬化性樹脂の硬化と該繊維強化熱硬化性樹脂と予め成形されている繊維強化熱可塑性樹脂部材の間の接着を同時に行うことができ、生産性を向上させることができる。また、一体成形すると、接合部の接着強度が高まり、フレーム全体の強度を高めることもできる。
【００２６】
かつ、上記繊維強化熱可塑性樹脂は反応射出成形（ＲＩＭ成形）したものであることが好ましい。即ち、ＲＩＭ成形では内圧圧力が低圧で成形可能で、低圧で成形することで繊維の後が残りやすく、この繊維により所謂アンカー効果が得られ、該繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層との接着性をより高めることができる。
【００２７】
また、繊維強化熱硬化性樹脂層と繊維強化熱可塑性樹脂層の各部を別々に成形後、シランカップリング剤を用いて接着することもできる。
【００２８】
例えば、上記繊維強化熱可塑性樹脂層と上記繊維強化熱硬化性樹脂層とは別成形品とし、上記繊維強化熱可塑性樹脂層側に上記シランカップリング剤、上記繊維強化熱硬化性樹脂層側に接着剤を塗布しておき、これらシランカップリング剤と接着剤が互いに接着されて一体的に接合している。
【００２９】
即ち、繊維強化熱可塑性樹脂層の樹脂と、繊維強化熱硬化性樹脂層の樹脂とが、温度条件、加圧条件等で金型内で一体成形することが不適な場合等は、上記した金型内での一体成形に代えて、繊維強化熱可塑性樹脂層と、繊維強化熱硬化性樹脂層とを別個に成形しておき、これらをシランカップリング剤を用いて接合してもよい。
【００３０】
また、エポキシ樹脂接着剤とシランカップリング剤を併用すると、エポキシ樹脂接着剤の肉盛り性により、シランカップリング剤のみの接着に比べ、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の間のすき間を埋めることができるため、安定的に接着ができ、不良率が低減される。
【００３１】
【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乃至図３は第１実施形態のテニスラケットフレーム１０を示し、該テニスラケットフレーム１０は連続したフレーム本体からなる打球面Ｆを囲むガット張架部１２、スロート部１３、シャフト部１４、グリップ部１５は繊維強化熱硬化性樹脂より中空形状のパイプから成形している。
ヨーク１１は、その内層を繊維強化熱硬化性樹脂層２０とし、外層を繊維強化熱可塑性樹脂層２１とし、上記２層をシランカップリング剤２２により一体的に接合している。該ヨーク１１はその長さ方向の両端を上記フレーム本体に接着固定している。なお、本実施形態および下記の実施形態において、内層を繊維強化熱硬化性樹脂層２０とし、外層を繊維強化熱可塑性樹脂層２１とし、上記２層をシランカップリング剤２２により一体的に接合している部分を図中、クロス斜線で示す。
【００３２】
上記ヨーク１１の作成方法としては、下記の２つの方法が採用できる。
第１の方法は、図３（Ａ）に示すように、繊維強化熱可塑性樹脂層２１で構成する成形品２１０を成形後、その内面にシランカップリング剤２２を塗布し、該成形品２１０の内側２１０ａに、発泡前のポリスチレン芯材２３の外周に繊維強化熱硬化性樹脂層２０を積層したレイアップ２００を挿入し、これを金型内に充填して、加熱加圧成形で一体成形している。
第２の方法は、図３（Ｂ）に示すように、繊維強化熱可塑性樹脂層２１で構成する２分割した断面コ字形状の成形品２１０Ａと２１０Ｂとを成形する一方、発泡前のポリスチレン芯材２３の外周に繊維強化熱硬化性樹脂層２０を積層した断面ロ字状の成形品２００’を別個に成形する。その後、上記成形品２１０Ａと２１０Ｂの内面にシランカップリング剤２２を塗布する一方、上記成形品２００’の外面にエポキシ樹脂接着剤等からなる接着剤２４を塗布する。成形品２００’の外側に一対の成形品２１０Ａおよび２１０Ｂを被せて、接着剤２４とシランカップリング剤２２とを接着し、繊維強化熱可塑性樹脂層２１と繊維強化熱硬化性樹脂層２０とが一体的に接合している。また、上記芯材はポリスチレンに限らず、ポリウレタン等でもよい。なお、第１実施形態では第１の方法を採用して作成している。
【００３３】
図４は第２実施形態を示し、ヨーク１１と、フレーム本体のヨーク１１と連続するガット張架部１２の５〜４時および７時〜８時の部分と、スロート部１３のヨーク接合側半分とを、内層を繊維強化熱硬化性樹脂層２０とし、外層を繊維強化熱可塑性樹脂層２１からなる２層をシランカップリング剤２２により一体的に接合している。フレーム本体の他の部分は繊維強化熱硬化性樹脂層のみとし、上記２層部分と連続した中空パイプ形状としている。このフレーム本体にヨーク１１を取り付けることにより、ヨーク１１を横軸としてＨ形状に繊維強化熱可塑性樹脂層２１が外層に存在する部分を設けている。本第２実施形態のヨーク１１および、フレーム本体の２層部分の作成方法を上記第１の方法を採用している。
【００３４】
図５は第３実施形態を示し、フレーム本体のガット張架部１２の３時および９時の部分を、外層の繊維強化熱可塑性樹脂層２１と内層の繊維強化熱硬化性樹脂層２０とをシランカップリング剤２２で一体的に接合したものとしている。
作成方法は上記第１の方法にてフレーム本体の一部に上記２層部分を設けている。
【００３５】
図６は第４実施形態を示し、フレーム本体のスロート部１３を、外層の繊維強化熱可塑性樹脂層２１と内層の繊維強化熱硬化性樹脂層２０とをシランカップリング剤２２で一体的に接合したものとしている。作成方法は上記第２の方法にてフレーム本体の一部に上記２層部分を設けている。
【００３６】
図７は第５実施形態を示し、ヨーク１１は、内層を繊維強化熱硬化性樹脂層２０、中間層を繊維強化熱可塑性樹脂層２１、外層を繊維強化熱硬化性樹脂層２５とし、第１〜第４実施形態における外層の繊維強化熱可塑性樹脂層の外面にさらに繊維強化熱硬化性樹脂層２５からなる補強層を設けている。これら繊維強化熱硬化性樹脂層２０と繊維強化熱可塑性樹脂層２１の間、および繊維強化熱可塑性樹脂層２１と繊維強化熱硬化性樹脂層２５の間はいずれもシランカップリング剤２２で接着固定している。
【００３７】
図８は第６実施形態を示し、ヨーク１１を上記第２の方法で作成し、内層の繊維強化熱硬化性樹脂層２０の外面２０ａにエポキシ樹脂接着剤２６を塗布している一方、外層の繊維強化熱可塑性樹脂層２１の内面２１ａにシランカップリング剤２２を塗布しておき、該シランカップリング剤２２と上記エポキシ樹脂接着剤２６とを接合して一体化している。
【００３８】
図９は第７実施形態を示す。ヨーク１１は、内層を繊維強化熱硬化性樹脂層２０とし、外層を繊維強化熱可塑性樹脂層２１とし、２層をシランカップリング剤２２により接合することにより作成しているが、上記シランカップリング剤２２が塗布される繊維強化熱可塑性樹脂層２１の表面に、ガラス繊維からなる補強層２７を設けている。上記補強層２７は、繊維強化熱可塑性樹脂層２１からなる成形品２１０をＲＩＭ成形する際に、ガラス繊維からなるテープ状のガラス不織布（「ガラスペーパー」日本バイリーン製 幅４０ｍｍ）を螺旋状に巻いて、金型内に予め配置してから、成形することにより設けている。これにより、繊維強化熱可塑性樹脂層２１からなる成形品２１０の内側２１０ａに補強層２７が設けられる。
【００３９】
上記第１乃至第６実施形態において、繊維強化熱可塑性樹脂量は、ラケットフレーム全体の質量（フレームに塗装、パテ塗装、グロメット、グリップレザー、エンドキャップ、ストリングを装着前のローフレームの重量）に対して１０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下としている。また、シランカップリング剤の濃度は、溶媒に対し０．５ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下に設定している。
【００４０】
以下、本発明のラケットフレームの実施例１〜９及び比較例１〜６について詳述する。なお、実施例、比較例とも、ラケット形状、長さ、フェイス面積は同一とした。
【００４１】
（実施例１）
実施例１は上記第１実施形態に該当し、ヨーク１１を繊維強化熱硬化性樹脂の内層と、繊維強化熱可塑性樹脂の外層とから形成している。
ヨーク１１は下記の手順で成形している。
まず、マンドレルに、６６ナイロンチューブを被せ、カーボン繊維をスリーブ状に織ったブレイド（東邦レーヨン製カーボンブレイドＢＣ７３６４−２４（２０）、ＢＣ７３９６−９（２０））を各１層ずつ積層して、レイアップを作製した。このレイアップをナイロンチューブと共にマンドレルから引き抜き、金型内に配置した。該金型を１５０℃に昇温し、内層ナイロンチューブ内に６ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力空気を注入して加圧保持した。この金型内での加熱加圧時間は３０分間であった。金型のキャビティ内に溶融したナイロンモノマー（宇部興産製ＵＸ−７５）を注入した。この溶融温度は９０℃で、触媒を含むＡ液と開始剤Ｂ液を１：１で混合して注入した。この注入圧は５ｋｇｆ／ｃｍ^２に制御した。金型内で３分間の保持後、離型した。このように図３（Ａ）に示すように成形した筒型状の繊維強化熱可塑性樹脂成形品２１０をヨーク１１の全長に対応する長さに切断した。
【００４２】
次いで、発泡前のポリスチレンからなる芯材にナイロンチューブを被覆し熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂をカーボン繊維に含浸させたＣＦ／エポキシプリプレグ（東レＴ８００、Ｐ２０５３−１２レジンコンテント３０％）を積層し、図３（Ａ）に示す繊維強化熱硬化性樹脂層２０のレイアップ２００を作製した。
【００４３】
上記方法で作成した筒型状の繊維強化熱可塑性樹脂の成形品２１０を１２０℃で、１６ｈ乾燥した後、繊維強化熱硬化性樹脂のレイアップ２００との接触面（成形品の内側２１０ａの表面）に、シランカップリング剤２２（信越化学工業(株)製 ＫＢＭ９０３）を、ウエスにより薄く塗布する。その後１１０℃から１２０℃で５分間乾燥する。ここで用いたシランカップリング剤の濃度は、溶媒であるエタノールに対して０．５ｗｔ％になるよう調合した。
【００４４】
硬化前の繊維強化熱硬化性樹脂からなるレイアップ２００を、芯材として、上記繊維強化熱可塑性樹脂の成形品２１０の中空部に挿入した状態で金型内に充填し、加熱加圧を行い一体成形した。繊維強化熱硬化性樹脂からなるレイアップ２００が硬化するのと同時に、繊維強化熱可塑性樹脂の成形品２１０と繊維強化熱硬化性樹脂のレイアップ２００がシランカップリング剤２２及びエポキシ樹脂接着剤を介して一体的に成形された。このようにして、繊維強化熱硬化性樹脂層２０の外周面に繊維強化熱可塑性樹脂層２１を備えたヨーク１１を作成した。
【００４５】
また、繊維強化熱可塑性樹脂量は、ラケットフレーム全体の質量に対して１５ｗｔ％とした。
【００４６】
また、ラケットフレーム１０の上記ヨーク１１を除くフレーム本体は、マンドレルに被せた６６ナイロンチューブの外周に熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂をカーボン繊維に含浸させたＣＦ／エポキシプリプレグ（東レＴ８００、Ｐ２０５３−１２レジンコンテント３０％）を鉛直状に積層した。この時、上記ＣＦプリプレグは、その繊維角度が０度、２２度、３０度、９０度となるように積層した。マンドレルよりナイロンチューブと共に積層体を抜き取って、金型のキャビティに上記積層体を配置すると共に、キャビティのヨークに該当する部分に上記成形したヨーク１１を配置した。その後、金型を型締し、１５０℃で加熱し、チューブ内を加圧し、３０分硬化してラケットフレーム１０を成形した。
【００４７】
（実施例２）
上記第２実施形態に該当し、ヨーク１１と、フレーム本体の５〜４時、７時〜８時と、スロート部のヨーク接続側の半分を繊維強化熱硬化性樹脂層と繊維強化熱可塑性樹脂層の２層とから形成した。繊維強化熱可塑性樹脂の割合を４５ｗｔ％とした。作成方法は実施例１と同様とした。
（実施例３）
シランカップリング剤の濃度を２．０ｗｔ％とした。それ以外は実施例１と同様とした。
（実施例４）
上記第３実施形態に該当し、上記２層部分をガット張架部１２の３時と９時の位置に設けた。それ以外は実施例１と同様とした。
（実施例５）
上記２層部分をスロート部１３（左右両側）に設けた。それ以外は実施例１と同様とした。
（実施例６）
シランカップリング剤の濃度を３．０ｗｔ％とした。それ以外は実施例１と同様とした。
（実施例７）
繊維強化熱可塑性樹脂層２１をＲＩＭ成形する際に、接着面側にガラス繊維からなる補強層として、テープ状のガラス不織布（「ガラスペーパー」日本バイリーン製 幅４０ｍｍ）を使用した。それ以外は実施例１と同様とした。
（実施例８）
ヨークを２層とし、その作成方法として図３（Ｂ）の方法を採用した。即ち、繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層を一体成形ではなく、別成形により成形した。ＲＩＭ成形で、繊維強化熱可塑性樹脂の断面コ字型の成形体を予め作製した後、成形済みの繊維強化熱硬化性樹脂部材の外側に該コ字型部材を被せて接合した。それ以外は実施例１と同様とした。
（実施例９）
ヨークを２層とし、内層の繊維強化熱硬化性樹脂層の外面にエポキシ樹脂接着剤を塗布している一方、外層の繊維強化熱可塑性樹脂層の内面にシランカップリング剤を塗布しておき、該シランカップリング剤と上記エポキシ樹脂接着剤とを接合して一体化している。エポキシ樹脂接着剤を併用したこと以外は実施例１と同様とした。
【００４８】
（比較例１）
繊維強化熱可塑性樹脂を使用せず、繊維強化熱硬化性樹脂層のみでラケットフレームを作成した。
（比較例２）
ヨークを２層とし、繊維強化熱可塑性樹脂の割合を５ｗｔ％、シランカップリング剤の濃度を０．１ｗｔ％とした。それ以外は実施例１と同様とした。
（比較例３）
ヨークを２層とし、繊維強化熱可塑性樹脂の割合を８ｗｔ％、シランカップリング剤の濃度を０．４ｗｔ％とした。それ以外は実施例１と同様とした。
（比較例４）
ヨークを２層とし、繊維強化熱可塑性樹脂の割合を８ｗｔ％、シランカップリング剤の濃度を３．５ｗｔ％とした。それ以外は実施例１と同様とした。
（比較例５）
ヨークを２層としたが、繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層の接着に、シランカップリング剤、エポキシ接着剤共に使用しなかった。それ以外は実施例１と同様とした。
（比較例６）
ヨークを２層とし、シランカップリング剤は使用せず、エポキシ樹脂接着剤（５ｇ）のみを使用して繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層を接着した。それ以外は実施例１と同様とした。
【００４９】
上記実施例１乃至実施例９および比較例１乃至比較例６のローフレーム重量は下記の表１に示す通りであった。
【００５０】
【表１】

【００５１】
上記実施例１乃至実施例９及び、比較例１乃至比較例６からなるラケットフレームに対して、それぞれ、面外１次振動減衰率、面外２次振動減衰率、面内２次振動減衰率を測定し、かつ、打球フィーリング評価、ラケットフレームの耐久性評価を行った。
【００５２】
（面外１次振動減衰率の測定）
各実施例及び比較例のラケットフレームを図１０（ａ）に示すようにガット張架部１２の上端を紐５１で吊り下げ、ガット張架部１２とスロート部１３との一方の連続点に加速度ピックアップ計５３をフレーム面に垂直に固定した。この状態で、図１０（ｂ）に示すように、ガット張架部１２とスロート部１３の他方の連続点をインパクトハンマー５５で加振した。インパクトハンマー５５に取り付けられたフォースピックアップ計で計測した入力振動（Ｆ）と加速度ピックアップ計５３で計測した応答振動（α）をアンプ５６Ａ、５６Ｂを介して周波数解析装置５７（ヒューレットパッカード社製、ダイナミックシングルアナライザーＨＰ３５６２Ａ）に入力して解析した。解析で得た周波数領域での伝達関数を求め、ラケットフレームの振動数を得た。振動減衰比（ζ）は下式より求め、面外１次振動減衰率とした。各実施例及び比較例の１５個のラケットフレームについて測定された平均値を上記表１に示す。
【００５３】
ζ＝（１／２）×（Δω／ωｎ）
Ｔｏ＝Ｔｎ／√２
【００５４】
（面外２次振動減衰率の測定）
ラケットフレームを図１０（ｃ）に示すようにガット張架部１２上端を紐５１で吊り下げ、スロート部１３とシャフト部１４との連続点に加速度ピックアップ計５３をフレーム面に垂直に固定した。この状態で、加速度ピックアップ計５３の裏側のフレームをインパクトハンマー５５で加振した。そして、面外１次振動減衰率と同等の方法で減衰率を算出し、面外２次振動減衰率とした。各実施例及び比較例の１５個のラケットフレームについて測定された平均値を上記表１に示す。
【００５５】
（面内２次振動減衰率の測定）
ラケットフレームを図１０（ｄ）に示すようにラケットを下向きとし、シャフト部１４とスロート部１３との合流点を紐５１で吊り下げ、ガット張架部１２の最大幅位置の一側に加速度ピックアップ計５３をフレーム面（フェイス面）に平行となるように固定した。この状態で、スロート部１３をインパクトハンマー５５で加振した。そして、面外１次振動減衰率と同等の方法で減衰率を算出し、面内２次振動減衰率とした。各実施例及び比較例の１５個のラケットフレームについて測定された平均値を上記の表１に示す。
【００５６】
（実打による打球フィーリング評価試験方法）
さらに、実打試験については振動減衰性（マイルド性）を一般プレーヤー５０人により評価した。評価点を５段階評価で実施し、高得点ほど振動が少なくなった評価である。即ち、５は振動が全くなし、４は振動が少ない、３は普通、２はやや振動がある、１は振動が多いことを示す。評価は５０人の評価の平均をとっている。
【００５７】
（衝突耐久性テスト）
図１１に示すように、グリップチャック６１によりラケットのグリップ部１５を保持し、ラケットフレーム１０を固定する。ラケットフレーム１０の３時部分に、発射砲６２により、エアー圧で硬式テニスボール６３を、７５ｍ／ｓｅｃの速度で発射するように、速度センサー６４でボール速度を測定し、衝突させた。上記方法により、テニスボール６３の衝突をラケットが破損するまで繰り返し行い、ラケットフレーム１０が破損した回数を測定した。
【００５８】
上記表１に示すように、実施例１乃至実施例９はいずれも、面外１次振動減衰率は０．７３〜０．９８であるのに対して、比較例１乃至比較例６は０．３２〜０．４８で実施例の方が面外１次振動減衰率が高いことが確認できた。また、面外２次振動減衰率についても、本実施例１乃至実施例９は０．７３〜１．１５であるのに対して、比較例１乃至比較例６は０．４０〜０．５２で、本実施例の方が面外２次振動減衰率が高いことが確認できた。さらに、面内２次振動減衰率についても、本実施例１乃至実施例９は０．８０〜１．１１であるのに対して、比較例１乃至比較例６は０．４０〜０．６２で、本実施例の方が面内２次振動減衰率も高いことが確認できた。
【００５９】
実打による評価試験では、実施例１乃至実施例９は評価点が３〜５であるのに対して、比較例１乃至比較例６は評価点が１〜３で、実施例の方が、打球フィーリングにおいても優れることが確認できた。
【００６０】
耐久性テストでは、実施例１乃至実施例９は破損回数が６８０〜８３０回であるのに対して、比較例２乃至比較例５は破損回数が２１０〜４００回であり、実施例の方が、破損までの回数がはるかに大きな値を示し、強度が極めて高いことが確認できた。また、比較例１については、破損回数が８００回と大きな値を示しているが、振動減衰率が非常に低く、打球フィーリング結果も悪いため、有効なラケットフレームとはいえない。このように、本実施例は、高い振動減衰率を保持しながら、耐久性に優れることが確認できた。
【００６１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、繊維強化熱硬化性樹脂層と繊維強化熱可塑性樹脂層を設けた部分において、その層間をシランカップリング剤で接着させると、両樹脂層間の接着性を大きく向上させることができる。
【００６２】
しかも、接着性の向上により、繊維強化熱硬化性樹脂層と繊維強化熱可塑性樹脂層の間で剥離が生じなくなり、十分なフレーム強度が得られ、接合部の補強も必要がなくなる。また、補強の必要がなくなることで、フレーム重量を増加させずにすむため、軽量化ラケットの作製を容易にすることができる。さらに、実使用時においても、該樹脂間の密着性が良好であれば、打撃時の衝撃により、不快な振動の発生も減少され、振動吸収性の良いラケットフレームを得ることができる。これにより、振動減衰性に優れ、かつ軽量で高強度、高剛性を有するラケットフレームを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態のラケットフレームの概略平面図である。
【図２】 図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】 （Ａ）（Ｂ）はヨークの形成方法を示す図面である。
【図４】 第２実施形態のラケットフレームの概略平面図である。
【図５】 第３実施形態のラケットフレームの概略平面図である。
【図６】 第４実施形態のラケットフレームの概略平面図である。
【図７】 第５実施形態のラケットフレームの概略断面図である。
【図８】 第６実施形態のラケットフレームの概略断面図である。
【図９】 第７実施形態のラケットフレームの概略斜視図である。
【図１０】 （ａ）〜（ｄ）は振動減衰率の測定方法を示す図である。
【図１１】 耐久性テストの試験方法を示す図である。
【符号の説明】
１０ ラケットフレーム
１１ ヨーク
１２ ガット張架部
１３ スロート部
２０ 繊維強化熱硬化性樹脂層
２１ 繊維強化熱可塑性樹脂層
２２ シランカップリング剤

Claims (6)

1. 熱可塑性樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化熱可塑性樹脂層と熱硬化性樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化熱硬化性樹脂層とを備え、これら繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層の間をシランカップリング剤で一体的に接合していることを特徴とするラケットフレーム。
2. 上記シランカップリング剤の濃度は、溶媒に対し０．５ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下で調合し、上記繊維強化熱可塑性樹脂層と繊維強化熱硬化性樹脂層の層間に塗布している請求項１に記載のラケットフレーム。
3. 上記繊維強化熱可塑性樹脂層は、少なくともガット張架部の一部、スロート部または／およびヨークに配置し、該配置部ではフレームの厚さ方向の断面において、上記繊維強化熱硬化性樹脂層を内層に、上記繊維強化熱可塑性樹脂層を外層に配置し、この繊維強化熱可塑性樹脂層を構成する繊維強化熱可塑性樹脂量は、ラケットフレーム全体の質量に対して１０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下としている請求項１または請求項２に記載のラケットフレーム。
4. 上記シランカップリング剤が塗布される繊維強化熱可塑性樹脂層の表面に、ガラス繊維からなる補強層を設けている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のラケットフレーム。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のラケットフレームの製造方法であって、
   上記繊維強化熱可塑性樹脂層を構成する成形品を成形後、その内面にシランカップリング剤を塗布し、該繊維強化熱可塑性樹脂層の成形品の内側に、繊維強化熱硬化性樹脂層を形成するプリプレグからなるレイアップ（予備成形体）を挿入し、これを金型内に充填して、加熱加圧成形で一体成形しているラケットフレームの製造方法。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のラケットフレームの製造方法であって、
   上記繊維強化熱可塑性樹脂層を形成する成形品と、繊維強化熱硬化性樹脂層を形成する成形品とを別個に成形しておき、上記繊維強化熱可塑性樹脂層の成形品の内面にシランカップリング剤を塗布する一方、上記繊維強化熱硬化性樹脂層の成形品の外面に接着剤を塗布し、該接着剤と上記シランカップリング剤とを接着させて、上記繊維強化熱可塑性樹脂層の成形品と繊維強化熱硬化性樹脂層の成形品とを一体的に接合しているラケットフレームの製造方法。

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