JPH037181A - スキー板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野） 本発明は、補強用繊維を樹脂で一体化してなる補強用シ
ート材を芯材に貼り合わせてなるスキー板に関し、特に
引張強度１弾性率、伸び、及び靭性等の要求される特性
の全てを満足できる補強用繊維を採用するとともに、該
補強用繊維と樹脂とを一体化する際の密着性、接着性を
向上して、該繊維が樹脂内で抜けるのを確実に防止でき
るようにした構造に関する。

〔従来の技術〕

一般に、滑走競技に使用されるスキー板には、高強度、
高弾性、高反発力等の高い特性が要求されている。この
要求に応えるために、従来から、補強用繊維と樹脂とを
一体化してなる？１強用シート材を芯材に貼り合わせて
なるスキー板が提案されている（例えば、実公昭５２＝
５２６９９号公報、実公昭６２−１１６６５号公報参照
）。

このようなスキー板の性能は、上記補強用シート材を構
成する補強用繊維自体の特性によって大きく左右される
ことから、上記補強用繊維として各種のものが提案され
ている。従来、グラスファイバが一般的に使用されてい
たが、これは弾性率が低く、滑走時の反発力に劣ること
から上級層のスキーヤ−には物足らない等の指摘があっ
た。そこでカーボンファイバ、アルミナセラミックスフ
ァイバ、アミラド繊維、シリコンカーバイト繊維。

ボロン繊維、ポリエチレンファイバ、アモルファス鋼線
あるいはピアノ線、ステンレス線等の金属線が使用され
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の各補強用繊維は、いずれにお
いても補強用繊維自体に要求される高強度、高弾性かつ
大きな伸び、及び高い靭性という全ての特性を満足でき
るものではなく、例えば、カーボン、アモルファス線等
は極端に靭性に劣り、またカーボンファンバ、アルミナ
セラミックスファイバ等は伸びが低すぎるという問題点
があり、これらに代わる新素材の開発が要望されている
。

また、上記補強用シート材は、各種補強用繊維を樹脂で
一体化する構造であるから、補強用繊維自体の有する各
種高特性を有効に作用させるためには、この補強用繊維
がこれをシート化している樹脂と確実に密着している必
要がある。即ち、滑走時の曲げやねじりの応力が加わっ
た場合、補強用繊維と樹脂との密着性、接着性の如何に
よっては該繊維が樹脂から抜けてしまうことが考えられ
、これではいかに高特性の補強用繊維を採用してもスキ
ー板の性能を改善することはできない。

本発明の目的は、補強用繊維自体の引張強度。

弾性率、伸び、及び靭性の全ての特性を向上でき、かつ
該繊維と樹脂との密着性２接着性を大幅に向上して抜け
を確実に防止できるとともに、その結果高強度、高弾性
、高反発力を有するスキー板を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本願第１項の発明は、補強用繊維同士を互いに平
行にかつ平面状に配置した状態で樹脂により一体化して
なる補強用シート材を、芯材の外表面に、該芯材の長手
方向と上記補強用繊維の長手方向とが略平行となるよう
貼り合わせてなるスキー板であって、上記補強用繊維が
低炭素二相組織鋼フィラメントであり、かつ外表面に、
Ｎｉめっき被覆層が形成されていることを特徴としてい
る。また本願第２項の発明は、上記Ｎｉめっき被覆層に
塑性加工による加工歪を形成したことを特徴としており
、さらに第３項の発明は、上記補強用繊維が、低炭素二
相組織鋼フィラメントを複数本合わせてサイジング処理
を施してなることを特徴としている。

以下、本発明において上記構成を採用した理由を詳細に
説明する。

１、スキー板の補強用繊維として低炭素二相組織鋼フィ
ラメントを採用した理由 まず、上記低炭素二相組織鋼フィラメントは、本件発明
者らが上記目的を達成するために、補強用繊維自体につ
いて、これの引張強度２弾性率。

伸び、及び靭性を大幅に向上できる金属＆ｆｉ織につい
て鋭意研究を続け、以下の点を見出して完成したもので
ある。即ち、Ｆａ−Ｃ−３１−Ｍｎ系鉄基合金で、かつ
針状マルテンサイト、ベイナイト又はこれらの混合組織
からなる低温変態生成相がフェライト相中に均一に分散
されてなる複合金属組織を有する鋼線材が強加工性に優
れており、このような金＋；ｕｉｍを有する線材を用い
れば冷間伸線により線＄１１００　μ−以下の極細線を
容易確実に得ることがてきる。そしてこのような鋼線材
を冷間伸線により加工歪み４以上に強加工すれば、上記
フェライト相と低温変態生成相とが複合してなる複合組
織（二相組織）が一方向に延びる均一な繊維状微細金ｒ
ｓＭｉ織が形成され、このような金属組織を有する極細
線は引張強度が３００　ｋｆ／ｕ”以上、伸びが３．９
〜４．５％１弾性率が２００００　ｋｊｆ／ｕ哀以上と
飛躍的に向上し、かつ靭性は従来のピアノ線、ステンレ
ス線程度であることを見出した。

このような繊維状微細金ｒｓＩＩＡは、従来知られてい
ない全く新規な組織である０本件発明者らは、上記金属
組織が引張強度を向上させる主因になっているとの観点
から、その強化メカニズムについてさらに研究を重ねた
結果、上述の如き超高強度を有する金属組織では、上記
瑚維の間隔が５０〜１０００人であり、かつ咳繊維状を
なす上記複合組織が５〜１００人の超微細セルから構成
されていることを見出した。

次に本発明の低炭素二相Ｕ織網フィラメントの製造方法
について説明する。

まず、重量％でｃ：ｏ、ｏｔ〜０．５％、Ｓｉ：３．０
％以下、Ｍｒｚ５．０％以下、残部Ｆｅ及び不可避的不
純物よりなる線径３．５鶴以下の線材を７００〜１１０
０℃の範囲の温度に加熱した後、冷却して（この加熱、
冷却は複数回にわたって行ってもよい）一部残留オース
テナイトを含有してもよいマルテンサイト、ベイナイト
又はこれらの混合組織からなる低温変態生成相がフェラ
イト相中に体積率で１５〜７５％の範囲にて均一に分散
されてなる複合組織を有する線材を製造する。なお、上
記かかる製造方法は、特開昭６２−２０８２４号公報に
記載されている。

次に、このようにして得られた複合組織線材を冷間伸線
加工により、加工歪み４以上、好ましくは５以上に強加
工し、上記フェライト相と低温変態生成相、＝　％複合
化し、金属＆ＩＩ織として一方向に連続して延びる微細
な繊維状組織を形成させる。

このように加工度を高めることにより、上記繊維状＆Ｉ
Ｉ織はさらに微細化し、繊維間隔は狭くなり、ついには
上述のとおり加工にて生じたセルの大きさ、繊維間隔が
それぞれ５〜１００人、５０〜１０００人である繊維状
微細金属組織となる。なお、加工歪みが４以上よりも小
さい伸線加工によって得られた細線では、繊維状組織の
発達の途中にあってその組織が不完全であり、従って強
度も低い。

■、補強用繊維の外表面にＮ１めっき被覆層を形成した
理由 上記Ｎｉめっき被覆層を形成するのは、耐食性等の通常
の特性付与は当然として、特に樹脂との密着性、接着性
を改善するためである。即ち、本発明者らの実験研究に
よって他の被覆金属に比してＮｉは樹脂とのなじみが非
常に良く、樹脂との密着性を向上できることが判明した
からである。

第３表に被覆金属の特性を比較したものを示す。

第３表から明らかな通り、総合的にも、そして特に密着
性、接着性改善のためにＮｉが優れていることが分かる
。従って、Ｎｉを被覆した補強用繊維を樹脂でシート化
した場合、スキー板に曲げやねじり等が作用した際の、
補強用繊維の樹脂からの抜けを確実に防止できる。なお
、上記Ｎｉの被覆方法は、電気めっき、溶融めっき等の
湿式めっき法、　ｐｃｏ、ｃｖｏ、スパッタリング等の
乾式めっき法等の一般に用いられている手段が採用でき
る。勿論、ここで言うＮｉめっきとは、純粋なＮｉのみ
でなく、必要特性を阻害しない範囲での第３表例示ある
いはその他の金属との合金化が可能である。

また、極細線に対する金属の被覆量については、極細＊
ｔｂ当たり１ｇ未満では防錆効果等の被覆効果を発揮さ
せるのが難しく、また１００ｇを越えても被覆効果の向
上は望めず、逆に厚目付による加工時のパウダリング等
の副次的なデメリットが生じるため好ましくない、従っ
て、極細＆ｊｔｌｋｍ＝当たり１〜１００ｇが適当であ
る。

１１１、Ｎｉめっき被覆層に塑性加工による加工歪を付
与した理由 本件発明者らが上記Ｎｉめっき被覆層についてさらに検
討したところ、このＮｉを単にめっきしただけの状態で
は十分満足できる密着性、接着性が得られない場合があ
ることが判明した。この理由は明確ではないが以下の点
が考えられる。即ち、めっき処理しただけのＮｉめっき
被覆層は、無数のピンホールを有するポーラス状になっ
ており、そのためめっき処理工程時に発生する水素が上
記Ｎｉ被覆層内に吸蔵され、あるいは上記ポーラス内に
空気が残留することとなる。そしてこの吸蔵された水素
、残留空気が樹脂コーティングする際の熱で放出され、
あるいは膨張して樹脂層とＮ１被覆層との境界に溜まり
、その結果両者の密着性。

接着性に悪影響を与えているものと考えられる。

一方、上記Ｎ１めっき被覆層に加工歪を付与すると、該
被覆層内のピンホールが潰されてなくなる点、及び例え
ば伸線時の加工熱によって上記水素及び残留空気が放出
される点から水素、残留空気をほとんど含まないＮｉめ
っき被覆層が得られることになる。その結果、上記補強
用繊維と樹脂とを一体化した場合の、該樹脂と補強用繊
維との密着性、接着性をさらに向上できる。なお、上記
加工歪を形成するには、例えば上記補強用繊維の製造過
程において、冷間伸線加工する前の素線に予めＮｉめっ
き処理を施し、これを伸線加工することにより実現でき
る。

■、低炭素二相組ｎｕ＋ｉフィラメントを複数本合わせ
てサイジング処理を施したのは、上述したスキー板に要
求される各特性を満足させるには単線より複数本合糸さ
せたものを使用する方がより好ましいからである。また
、多数のフィラメントを合糸する場合、集束性を向上さ
せるためサイジング処理を施すのが有効であり、この処
理によって樹脂との接着力をより向上できる。

〔作用〕 本願第１項の発明のスキー板によれば、補強用繊維とし
て採用した低炭素二相ｍ織網フィラメントは、冷間加工
性に優れており、線材の線径及び加工度を適宜選択すゐ
ことにより、１０〜１００８ｍのものを容易に得ること
ができる。しかもこの鋼線は冷間伸線の強加工により生
じた５〜１００人の加工セルが一方向に繊維状に配列さ
れ、かつ該繊維間隔が５０〜１０００人の繊維状微細金
属組織を形成しており、上述の強化メカニズムで説明し
たように、引張強度３００〜６００　ｋｇｆ／鶴３．伸
び２．５〜５゜５％１弾性率１７０００ｋｇｆ／鰭８を
有する。しかも上記補強用繊維の外表面にＮｉめっき被
覆層を形成したので、該補強用繊維と樹脂との密着性、
接着性を向上でき、滑走時の応力による抜けを確実に防
止でき、従って補強用繊維自体の有する高特性を有効率
に作用させることができる。その結果、スキー板自体の
引張強度１弾性及び反発力のいずれも向上でき、理想に
近い滑走競技用スキー板が得られる。

また、本願第２項の発明では、上記Ｎｉめっき被覆層に
加工歪を形成したので、該被覆層と樹脂層との間に水素
、残留空気が溜まることがなく、密着性、接着性をさら
に向上できる。

さらに、本願第３項の発明によれば、複数本の低炭素二
相＆ｌｌ織鋼フィラメントを合わせてサイジング処理し
たので、集束性を向上できるとともに、樹脂との接着力
を向上できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例によるスキー板
を説明するための図である。

図において、ｌは本実施例のスキー板であり、これは単
板又は合板の芯材２の上、下両面に薄板状の補強用シー
ト材３．３を接着し、該補強用シート材３の下面に滑走
面板４、上面に化粧板５をそれぞれ接着するとともに、
上記芯材２の左、右側面に側板６．６を貼着して構成さ
れている。また、上記滑走面板４の左、右縁にはスチー
ルエツジ７が、化粧板５の下面左、右端にはトップエツ
ジ８が貼着されている。

上記補強用シート材３は、補強用繊維である複数の金糸
ｌＯを互いに平行となるよう所定間隔をあけて、かつ平
面をなすよう配置し、これを樹脂１１により一体化して
なるものであり、上記合糸ｌＯの長手方向が上記芯材２
の長手方向と略平行となるように配設されている。また
、上記合糸ｌＯは、線径４０μ−の高強度鋼＆Ｉ９を約
３０本束ねてサイジング処理を施したものであり、これ
の外表面には樹脂層１０ａが被覆形成されている。

また、上記各高強度鋼線９は低炭素二相ａｍ綱フィラメ
ントからなり、これは重量％でｃ：ｏ、ｏｔ〜Ｏ，ＳＯ
％、Ｓｉ：３．０％以下、Ｍｒｚ５．０％以下、残部Ｆ
ａ及び不可避的不純物からなる線径３．０〜６．０　ｆ
ｉの線材を一次熱処理及び−次冷間伸線、二次熱処理及
び二次冷間伸線により線径１５〜１００μ−に強加工し
て製造されたものである。この名調＆Ｉ９は上記強加工
により生じた加工セルが一方向に繊維状に配列された繊
維状微細金属＆１１織を形成しており、かつ上記加工セ
ルの大きさ１繊維間隔がそれぞれ５〜１００人、５０〜
１０００人である。

そして、本実施例の各高強度鋼線９の外表面にはＮｉめ
っき被覆層１２が形成されている。このＮ［めっき被覆
層１２は、上記線材にめっき処理を行い、しかる後冷間
伸線加工する際に同時に塑性加工されたもので、これに
より加工歪を有している。即ち、上記Ｎｉめっき被覆層
１２は、伸線加工の前工程において線材にめっき処理を
施して４μ−程度の被覆層を形成し、これを−次、二次
冷間伸線することにより、１μ−程度の厚さに引き延ば
してなるものである。これにより、めっき処理時に住し
ていたピンホールが上記伸線時に潰されて、欠陥のない
良好な被覆層となっている。

このように本実施例のスキー材ｌによれば、補強用繊維
として採用した高強度ｊＩ！１線９は、線径１００μ霞
以下、引張強度３００〜６００　ｋｇｆ７ｍ”　、　伸
ヒ約４％２弾性率２００００　ｋｇｆ／１ｍ”以上を存
する低炭素二相ＭＬＶ＆鋼フィラメントからなるので、
スキー板用補強用繊維に要求される特性の全てを満足で
きる。しかも高強度鋼線９にＮｉめっき被覆層１２を形
成するとともに、これに加工歪を生じさせたので、樹脂
との密着性、接着性を大幅に向上できる。つまり、上記
Ｎｉめワき被覆層１２は、元来樹脂とのなじみが良く、
高い密着性が得られるが、さらに加工歪によってピンホ
ール等のない構造となっていることからほとんど水素、
残留空気を含有していないので、水素等による密着性へ
の悪影響がなく、上述の通り密着性をさらに改善でき、
滑走時の曲げ、ねじり等の応力が作用しても抜けること
はない、その結果、補強用繊維自体の有する高特性を有
効に作用させることができ、スキー板の引張強度２弾性
及び反発力を大幅に向上できる。しかも補強用繊維を捲
縮化でき、かつ少量で十分な特性が得られることからス
キー板全体の軽量化に貢献できる。

なお、上記実施例ではＮ１めっき被覆層１２に加工歪を
形成したが、本発明ではこの加工歪は必ずしも形成しな
くてもよく、加工歪のない場合でも、従来に比べて樹脂
との密着性を向上できる。

また、上記実施例では、芯材２の上、下両面に補強用シ
ート材３を貼着したが、本発明ではどちらか一方のみ配
設してもよく、あるいは上記低炭素二相組織鋼フィラメ
ントを使用した補強用シート材と、従来の各補強用繊維
を使用したシート材とを併用してもよい。

ここで、本実施例のスキー板における効果を確認するた
めに行った実験について説明する。

この実験は、まず、線径４０μ−の低炭素二相組織鋼フ
ィラメントを３０本合糸し、これを５本採用して０．７
５ｎｔの補強用シート材（ＦＲＰ）を作成し、該シート
材を芯材の下面に２層貼看して、第１表に示す板厚、板
幅の実施例板を４種類作成した。そして、各実施例板の
最大荷重、たわみ量。

曲げ強度及び曲げ弾性率を測定し、それぞれの平均値を
求めた。また、比較するために、従来のケブラーファイ
バ（登録商標）を採用してなる補強用シート材を上記芯
材に貼着してなる比較例板をこれも４ｆ１１作成し、同
様の測定を行った。

第１表はその結果を示す、同表からも明らかなように、
比較例板の場合は、最大荷重、たわみ量。

曲げ強度及び曲げ弾性率のそれぞれの平均値が、２３７
　ｋｇ、４４．４　ｍ、６２．５　ｋｇ４／ｍ”　、３
１８２　ｋｚｆ／＊＊”であった、これに対して本実施
例板の場合は、それぞれの平均値が、２４６　ｋｇ、４
６．０　ｍ、６５．ｏ　ｋｔｔｆ／１ｍ”、　３２５３
　ｋｇ　ｆ／　ｍ　”と、いずれも向上していることが
わかる。

次に、本実施例の低炭素二相組織鋼フィラメントにＮｉ
めっき被覆層を形成したことによる樹脂との接着力向上
効果を確認するための実験について説明する。

この実験は、第４図に示すように、本実施例の低炭素二
相＆１１ｍｍフィラメン）ａの一部分を、エポキシ系樹
脂をベースとしてこれに炭素繊維、ガラス繊維を混合し
てなる複合試料片すに埋め込み、この複合試料片すを固
定した状態で上記低炭素二相組織鋼フィラメントａの上
部をこれが抜けるか又は断線するまで引張って、両者の
密着性、接着性を調べた。なお、上記複合試料片すの埋
め込み長さしは、フィラメントａの線径ｄ　（鶴）×５
０となるようにした。

そして、第２表に示すように、線径５０μ−の低炭素二
相ｍ織澗フィラメントを４本採用し、この各フィラメン
トにＮｉめっきを形成しない場合（ｍｌ）、Ｎｉめっき
被覆層を形成した後伸線加工により加工歪を付与した場
合（ｍ２）、さらにこれの表面に樹脂コーティングした
場合（磁３）、Ｎｉめっきを被覆しただけの場合（隘４
）について引抜試験を行った。また、線径１００μｍの
低炭素二相組織鋼フィラメントにＮｉめっきを被覆した
だけの場合（Ｉｌｈ５）、さらにこれに伸線加工により
加工歪を付与した場合（ぬ６）についても同様の引抜試
験を行った０表中、Ｘ印は低炭素二相ｍｍｍフィラメン
トａが複合試料片すから抜けた場合を示し、Ｏ印はフィ
ラメン）ａが断線した場合を示す。

第２表からも明らかなように、線径５０μ■でＮｉめっ
きを被覆しない場合（嵐１）は抜けており、両者の接着
力は上記フィラメン）ａの破断力未満であった。これに
対して、Ｎｉめっきを被覆しく？ｍ４）、さらにこれに
加工歪を付与しく嵐２）、さらにまたこれに樹脂コーテ
ィングした（隠３）場合は、いずれも抜ける前に断線し
ており、両者の接着力はフィラメントの破断力以上であ
ることがわかる。

一方、線径１００μ麟でＮｉめっき被覆層を形成しただ
けの場合（−５）は、断線する前に抜けている。これは
線径が大きい置引張力も高いことから、接着力がこの高
い引張力には及ばなかったものと考えられる。しかしこ
れに加工歪を付与した場合（嵐６）は断線しており、こ
れにより加工歪により接着力が向上することが理解でき
るとともに、比較的太い線径の場合は補強用繊維自体の
引張力が大きくなっているから、加工歪を付与すること
によりこの大きな引張力に対応できる接着力が得られ、
その効果はより大きいことがわかる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係るスキー板によれば、補強用繊
維として、低炭素二相組織鋼フィラメントを採用し、こ
れの表面にＮｉめっき被覆層を形成したので、補強用繊
維自体に要求される各特性を満足できるとともに、該補
強用繊維と樹脂との密着性を大幅に向上でき、その結果
スキー板に要求される高引張強度、高弾性及び高反発力
の全ての特性を満足できる効果がある。また第２項の発
明では、上記Ｎｉめっき被覆層に加工歪を形成したので
、さらに樹脂との密着性を向上できる効果があり、第３
項の発明では、低炭素二相組織鋼フィラメントを複数本
合わせてサイジング処理を施したので、集束性、接着力
を向上できる効果がある。

Ｌ謙；５つこりる、ｘｌよ生＼幼米１ふしど冒尊しくい
Φ・

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例によるスキー板
を説明するための図であり、第１図はその断面斜視図、
第２図はその補強用シート材を示す一部断面斜視図、第
３図はその合糸化した高強度鋼線の断面図、第４図は本
実施例の効果を確認するために行った実験方法を示す図
である。 図において、ｌはスキー板、２は芯材、３は補強用シー
ト材、９は高強度鋼線（補強用繊維）、１１は樹脂、１
２はＮｉめっき被覆層である。 第４ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）補強用繊維同士を互いに平行に、かつ平面状に配
   置した状態で樹脂により一体化してなる補強用シート材
   を、芯材の表面に、該芯材の長手方向と上記補強用繊維
   の長手方向とが略平行となるよう貼着してなるスキー板
   であって、上記補強用繊維が、引張強度３００ｋｇｆ／
   ｍｍ＾２以上、伸び２．５〜５．５％、弾性率１７００
   ０ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上の低炭素二相組織鋼フィラメン
   トであり、かつ外表面にＮｉめっき被覆層が形成されて
   いることを特徴とするスキー板。
2. （２）上記Ｎｉめっき被覆層が、塑性加工による加工歪
   を有していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のスキー板。
3. （３）上記補強用繊維が、上記低炭素二相組織鋼フィラ
   メントを複数本合わせてサイジング処理を施してなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   スキー板。