JPH06505208A - 特にテニスラケット用の長ファイバ補強熱可塑性樹脂フレーム - 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】 特にテニスラケット用の長ファイバ補強熱可塑性樹脂フレーム発明の分野 本発明は、特に、テニスラケット用のファイバ補強樹脂フレームの製造に関する ものである。

発明の背景 最近の多くの高性能テニスラケットフレームは、ファイバ特に、いわゆるグラフ ァイトフレームを形成するのに使用されるカーボンファイバで補強した樹脂材料 で形成されている。

コンポジット材料ラケットフレームを製造する一般的な方法は、熱硬化性樹脂含 浸プレプレグ＜ｐｒｅｐｒｅｇ＞材を使用する。これらプレプレグ材は、一方向 のシート、又は織成若しくはは編成したチューブの形態である。

普通の方法では、樹脂混在樹脂テニスラケットフレームは、未硬化熱硬化性樹脂 、例えば、Ｂステージエポキシ樹脂に埋設するカーボンファイバを整列させて形 成したプレプレグ材料のシートから製造をスタートする。未硬化熱硬化性樹脂は 、液体でも固体でもなく、ドレープ状になりやすく、柔らかく、また変形し易い プレプレグ材を生ずる。更に、大変ベトついて、ブライ（層）が互いに付着した り、巻き上がったり、プレス内で詰まったりする。

この方法によれば、シートは特別な角度にカットし、チューブ状に巻き付ける。

順次の層は、仕上がったフレームに方向性を持った剛性及び強度を与えるよう角 度を交互に変えて指向させる。一般的に、チューブは、膨張可能な空気袋即ち、 ブラダ（ｂｌａｄｄｅｒ）を有するマンドレルに対して、又は手作業で巻き上げ て形成する。次に、マンドレルを引き抜き、ブラダを内包するチューブをフレー ム形状の成形型内にパックする。成形型内でブラダを膨張させ、プレプレグチュ ーブを成形型の形状に適合させ、プレプレグを加熱し、硬化する。

上述の方法は、高品質ラケットフレームを製造できる利点を有しているが、予含 浸体即ち、プレプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）を形成したり、成形型にバッキングす るのに多大な労力を必要とするという欠点がある。更に、この方法を使用すると き、プレプレグチューブは冷却環境下で保存する必要がある。硬化したフレーム は、更に、成形型から取り出したときの仕上げ作業が大変である。

他の方法としては、Ｂステージエポキシで被覆した補強ファイバをチューブに編 成する方法がある。このチューブ内に空気袋即ち、ブラダ（ｂｌａｄｄｅｒ）を 挿入し、このチューブの内部を加圧し、上述のプレプレグシートの処理と同様の 方法で成形型内で硬化する。しかし、エポキシ被覆ファイバはベトつき、従って 編成チューブを形成するのが困難である。この結果、材料選択をＢステージでベ トつかないエポキシに限定するのが望ましいことになる。

更に、熱硬化性樹脂の代わりに、熱塑性樹脂を使用するテニスラケットを形成す ることが提案された。しかし、上述のプロセスは、実際問題として、熱塑性樹脂 を使用することはできない。常温でドレープ状になる未硬化エポキシ樹脂プレプ レグに比べると、熱塑性樹脂プレプレグは極めて硬い。従って上述のプロセスを 使用するためには、樹脂を先ず極めて高温に加熱してチューブを形成する必要が あり、またチューブを成形型内にパックするためには、作業者にとってラケット 形成作業の取扱いが困難である。更に、更に、熱塑性樹ｎ「プレプレグは粘性が なく、多重の層にチューブを積層するのが困難である。更に、熱塑性樹脂材料は 、流動を始める前の融点の近傍に比較的小さな窓空き部分がある。樹脂を溶融す ることなく軟化点までプレプレグを加熱できると仮定しても、処理中に温度を一 定に維持するのは困難である。

これまで、射出成形ファイバ補強熱塑性樹脂で形成する幾つかの提案や、市場に 投入された幾つかのテニスラケットがあった。しかし、これらは、熱硬化性樹脂 ラケットを形成するのと同一のプロセスは使用せず、同一のファイバ構造をもた ないものであった。この代わり、射出成形熱塑性樹脂ラケットは、樹脂と短いフ ァイバの混合体を使用し、ラケット成形型内に射出して形成する。ファイバは樹 脂内にランダムな指向性を有して成プロセスを簡素化するという利点がある。即 ち、手作業工程の数が減少する。しかし、射出成形プロセスは大きな限界がある 。即ち、ファイバが射出ノズルを通過するため、ファイバは約１／２インチを越 えることができない。従って、補強ファイバは熱硬化樹脂プロセスよりも相当短 くす必要があり、熱硬化性樹脂ラケットにおける長いファイバの場合と同一の強 度及び全体ラケット剛性を生ずることはできない。更に、既知の熱塑性プロセス は、ファイバの向きを制御できない。

米国特許第４．６４３．８５７号明細書は、射出成形熱塑性樹脂ラケットにおけ るファイバ長さの限界を認識しており、ファイバ長さを長くすることができる押 出成形プロセスを使用してラケットを形成することを提案している。しかし、こ の°８５７＃許によれば、ファイバ長さは５又は６ｍｍにしかならない。このよ うなファイバは上述の熱硬化プロセスで使用する補強ファイバよりも相当短い。

長さが相当長い、また好適には既知の熱硬化プロセスにおける補強ファイバに匹 敵する長さの補強ファイバを含有する熱塑性樹脂フレームを製造することは望ま しいことである。更にまた、ファイバの向きを制御して所定の角度に対する剛性 を生ずることができる熱塑性樹脂フレームを製造することは望ましいことである 。

発明の開示 本発明は、長いファイバを所要の角度で指向させ、熱塑性樹脂に密に埋設して補 強した特にテニスラケット用の熱塑性樹脂フレームを得ることを目的とする。本 発明によるラケットフレームは、パワーショット向きの熱硬化樹脂ラケットの剛 性に匹敵す剛性を示し、またタッチショット及びロブ向きのより軟らかいレスポ ンスを示す動的剛性の特性を有する。

本発明によるラケットは、複数個の補強ファイバを可撓性形態の熱塑性樹脂材料 例えば、熱塑性樹脂パウダに組み合わせて形成する。好適な実施例においては、 混合又は巻合わせたフィラメント及びファイバによりなる束を編成して可撓性ス リーブを形成する。数個のこのようなスリーブを互いに順次内外に重ね合わせて 配置し、この多層スリーブをラケット又は他の用具の形状の成形型内に配置し、 空気袋即ちブラダ（ｂｌａｄｄｅｒ）をスリーブ内に挿入する。この後、成形型 を閉鎖し、熱塑性樹脂が溶融するまで加熱する。これと同時に、スリーブを成形 型の形状に適合させるようブラダを加圧する。熱塑性樹脂が溶融した後、内部加 圧の維持したまま成形型を冷却して熱塑性樹脂材料を硬化し、硬化した用具を取 り出す。

本発明の好適な実施例においては、補強ファイバ束にパウダ状の熱塑性樹脂を予 め含浸させる。このパウダ予含浸即ち、バ１　ウダブレブレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ ）ファイバ束を編成し、上述したのと同一方法で成形する。

用具がテニスラケットの場合、多層フレームを形成するよう多層に積層した編成 スリーブを使用し、また順次の層におけるファイバの指向角度を異なる角度に選 択するのが好ましい。このように構成すると、編成スリーブ間の補強ファイバを 長手方向に配列でき、補強が一層向上する。好適には、このようなファイバは、 溶融して埋設サブストレートを形成する熱塑性樹脂フィラメント又はパウダと組 み合わせる。

ストリング孔をフレームのヘッド部分に、熱塑性樹脂を再溶融するホット二一ド ルインジエクシコンによって形成する。ホットニードルインジェクションは、補 強ファイバを破断することなく形成することができる。しかし、代案として普通 のドリル方法を使用することもできる。

本発明によるテニスラケットは、長ファイバ熱硬化樹脂ラケットの強度を有し、 また熱硬化プロセスと同様にファイバの指向角度を割部する能力を有する。しか し、本発明によるラケットは、既知の熱硬化樹脂ラケットとは異なる動的剛性特 性を有する。熱硬化樹脂ラケットにおいては、樹脂の硬化の際にクロスリンクを 生ずる。これに対し、熱塑性樹脂では、クロスリンクチェーンは形成されず、樹 脂は枯−弾性特性を有する。熱硬化樹脂ポリマーとは異なって、粘−弾性ポリマ ーは異なる荷重率に対して異なる反応を示す。

このことは、テニスラケット、特に超高剛性フレームのワイドボデーテニスラケ ットでは重要である。即ち、このような超高剛性・ワイドボデーテニスラケット は、増大したパワーのトレードオフがタッチ能力を損なうことがよくあるためで ある。

熱塑性樹脂ラケットは、ハードショットのヒツティングのときにはより高い剛性 のよりパワフルなラケットとして挙動し、タッチショット又はロブをするときに はより軟らかいラケットのように反応する能力を有する。

本発明によるテニスラケット又は他の用具フレームは、他の幾つかの利点がある 。熱塑性樹脂ファイバ補強フレームは、好ましい衝撃強度を有する。熱塑性樹脂 は、ミスショット歪み比即ちストレインーフエイラー（ｓｔｒａｉｎ−ｔｏ−ｆ ａｉ　１ｕｒｅ）比が高く、従って、熱塑性樹脂コンポジットはミスショットに 対してより高い衝撃荷重を吸収する。本発明によるフレーム部材は、更に好まし い振動減衰特性を有する。即ち、熱塑性樹脂は本来的に振動を吸収できるからで ある。このようにして、本発明による長ファイバ熱塑性樹脂フレームは、熱硬化 樹脂フレームと同じ剛性を有するとともに、短ファイバ補強熱塑性樹脂射出成形 フレームの衝撃及び振動減衰特性を合わせ持つ顕著な利点を有する。本発明の他 の利点は、成形型から取り出すとき、熱硬化樹脂よりも滑らかな外表面を有し、 けばだって仕上げるべきフレームの表面の量が減少した仕上がりで形成される点 である。更に、フレームの重量は熱硬化樹脂フレームに比べると減少する。

即ち、熱塑性樹脂は密度が低いのが一般的であるためである。

次に、添付図面につき本発明の好適な実施例を説明する。

図面の簡単な説明 図１は、図２の編成スリーブを形成するのに使用するファイバ及びフィラメント の組み合わせ束の正面図、図２は、本発明によりフレームを形成するのに使用す る編成スリーブの一部の正面図、 図３は、図２のスリーブの３−３線上の断面図、図４は、編成パターンの一例の スリーブの一部を拡大した正面図、 図５は、テニスラケットを形成するための成形型に一条のスリーブを配置した状 態の正面図、 図６は、本発明により形成したテニスラケットフレームの正面図である。

図１に、本発明によって使用するマルチフィラメント束（以下１束」と略称する ）ｌＯを示す。この束１０は、カーボンファイバのような複数個の補強ファイバ １４とともに、複数個の熱塑性樹脂材料のフィラメント１２により構成する。図 示の実施例では、カーボン束１４は７２００デニール（９，０００メートルの長 さ当たり７、２００グラム）の１２に束（１２，０００本のファイバ）とし、ナ イロン束１２は、約４．０５０デニールとなるように最低１３６本のナイロンフ ィラメントをを有する。本発明に使用するのに適したカーボンファイバ東並びに マルチフィラメントナイロン束は市販されている。好適には、束ｌＯを、約０． ５−２．０重量％の熱塑性樹脂共存可能サイジングにより被覆し、それより後の 成形ステップ中のファイバの湿潤化を促進する。

束１０は補強ファイバ１４の束と熱塑性樹脂フィラメント１２の束をともに巻き 、即ち、図１に示すように、ファイバ束をフィラメント束に並置させることによ り共に巻き合わせる。ファイバ束をフィラメント束に混ぜ合わせるか、又は以下 に説明するようにパウダープレプレグ（ｐｏｗｄｅｒ　ｐｒｅｐｒｅｇ）処理を 使用することもできる。しかし、一般的には、いかなる方法でも、所要の比率が 約３８重量９６の樹脂及び約６２重量％の補強ファイバとなるようにする。

図２〜図３につき説明すると、複数個の束ｌＯを編成して可撓性チューブ又はス リーブ１６を形成する。図２及び図４は、編成パターンの例を示し、図示の例で は東ＩＯは選択した角度例えばスリーブ軸線３５に対して約１５〜３０°の角度 に指向させる。

図２の実施例では、編成スリーブ１６は、１６個の互いに並置した同一方向螺旋 巻回束１０ａと、これら束１０ａに交差するよう指向させ、やはり１６個の束Ｉ Ｏとは逆方向の同一方向螺旋巻回束ｌＯｂとにより形成する。４個の交差束ｌＯ を示す図４の適当な編成パターンの実施例から明らかなように、束４０は、１対 の交差束３６、３７の上側を通過し、次の１対の交差束３８．３９の下側を通過 する。このパターンは、順次の交差束対でも繰り返す（ただし図４ではわかり易 くするために省略する）。束４１は交差束３６の下側を通過し、次に束対３７． ３８の上側を通過し、その後順次の対の下側及び上側を束４０と同一のパターン で通過させるが、１個分の交差束だけ右側にシフトする。同様に、東４２．４３ はそれぞれ、順次のパターンを１個の交差束分だけ右側にシフトして交差束対の 下側及び上側を通過する。

編成体は、特定の角度及び指定された直径で編成した多数のコンポジット束を使 用する。フレームは、異なるサイズ例えば２４キヤリヤ、２８キヤリヤ及び３２ キヤリヤの多重編成体により多層フレームを形成し、この場合高い数値のキャリ ヤを外側に位置決めし、より大きな直径にするのが好適である。

好適な実施例においては、１２Ｋ　（１２，０００個のフィラメント）のカーボ ンファイバ束をナイロン製の熱塑性樹脂フィラメントに組み合わせて６２重量％ ファイバ補強構造にする。内側の編成体は２５°の角度（スリーブ軸線に対して ）で編成した２４キヤリヤ編成体とし、直径０．５６２インチのスリーブを形成 する。この内側編成体上に２２°の角度及び０．６２５インチ直径に形成した第 ２の２８キヤリヤ編成体を配置する。外側編成体を配置する前に、第２の編成体 を軸線方向に整列したファイバにより補強する。

この補強ファイバはラケットフレームの１２時の位置、又はストリンゲスの平面 における外方に指向する表面に配置するのが代表的である。軸線方向補強ファイ バは、約２５ｍｍの幅、４００ｍｍの長さの一方向に織ったテープとして設ける ことができる。この一方向テープをモノフィラメントナイロンを使用した第２の 編成体の周りに螺旋状に巻いて取り付ける。上述の２個の編成体上に２０°の角 度３／４インチ直径の３２キヤリヤ編成体を位置決めして外側編成体を形成する 。

好適には、３個のすべての編成体を堅い０．５（３２インチのマンドレル上に配 置する。このことは、成形型にバッキングする前に適切な全体寸法にするのを容 易にする。更に、このことは、重量を制御するにも役立つ。

次に、マンドレルを取り外し、内側キャリヤ編成体内にブラダ（空気袋）を挿入 し、メインチューブ組立体を形成する。ブラダは十分延ばして、編成体の各端部 よりも５又は６インチだけ突出させる。

上述したところは単に例示に過ぎず、所要の編成パターンを使用することができ る。更に、初めから束を編成する必要はない。しかし、編成は、操作しゃすい可 撓性スリーブを形成し、その後の工程でアンラベリング（ｕｎｒａｖｅｌｌｉｎ ｇ）なしに使用する。

しかし、最終製品で必要とされる角度に束を配列し、同時にスリーブ全体にわた り補強ファイバ１４に比較的密接して熱塑性樹脂フィラメント１２が分散し、熱 塑性樹脂フィラメントを加熱する際にファイバの周りに流動できるようにするこ とが目的である。

図５には、成形型のボトムノ１−７４５を示し、このボトムノ１−フ４５は図２ の編成スリーブ１６を使用するテニスラケットフレームを形成するのに使用する 。成形型は、連続した輪郭キャビティ４９を画定し、このキャビティ４９は、ラ ケットフレームのグリップ端部４７を起点としてラケットのスロート及びヘッド の周りに延在し、再びグリップ端部で終了する。フレームを形成するためには、 スリーブ１６は、スリーブの両側の端部をグリップ端部４７で終端させてキャビ ティ４９に沿って延在させる。上述のように、２個又は３個のスリーブ素子を順 次内側に、（ツクして多層積層を形成すると好適である。層の数は、仕上げのフ レームの所望の壁厚及び重量に基づく。

成形型内にスリーブ１６（又は多層積層）をツク・ソキングする前に、膨張可能 なブラダ４６をスリーブ１６内（又は多層構造の内側スリーブ内）に挿通し、ブ ラダ４６の両側の端部をスリーブ１６の両側の端部から突出させる。図５に示す ように、可撓性スリーブ１６を成形型４５内に位置決めし、ブラダ４６の端部４ ８は成形型から突出させる。

スロートピース５０は成形型内に通常の方法で位置決めする。

スロートピース５０は、編成チューブの追加部分とし、膨張可能な発泡コアの周 りにに配置する。コアは、熱膨張可能な発泡体のような材料で、熱塑性樹脂を溶 融するに必要な温度に耐えることができる材料とすべきである。

図示の実施例では、発泡コアをプレカットし、３個の編成体を例えば、内側２４ キャリヤ編成体、中間２８キャリヤ編成体及び外側３２キャリヤ編成体コア上に 位置決めする。ナイロンモノフィラメントを使用して成形型内にバッキングする 前にスロート組立体の周りに巻き付けて強化する。このことは、スロート組立体 の全体寸法を維持するのに役立つ。

熱塑性樹脂はファイバを被覆せず、フィラメント形態のままであるため、メイン チューブ組立体の容積は、最終フレーム輪郭の容積よりも大きい。従って、成形 型をパックして閉鎖するときにいかなる材料も挟むことがないように注意を払う 必要がある。このことを容易にするため、熱硬化プロセス（トッププレート、ボ トムプレート及びインサートプレートを使用する）で使用するインサートプレー トの代わりに全長サイドプレートを使用すると好適である。メインチューブ組立 体をボトムプレートのキャビティに位置決めする。このとき、スロート組立体は 対応のキャビティに位置決めし、スロートの端部をメインチューブ組立体の周り に巻き付ける。この後に、トッププレートをボトムプレートに取り付ける。トッ ププレートで閉鎖する際にラケットフレームの内面に沿っていかなる材料も挟み 付けることのないように注意する必要がある。

トッププレートをボトムプレートに取り付けた後、サイドプレートを内方に移動 して材料を成形型のキャビティ内に位置決めする。このことを行うには力を必要 とし、サイドプレートはトッププレー１・とボトムプレートとの間の空間内に精 密に嵌合することが重要である。

成形型は互いにボルトで連結し、このことは加熱及び冷却サイクル中の取扱いを 容易にする。加熱及び冷却中、成形型は閉じた状態に維持すべきである。即ち、 軟化点以上であると熱塑性樹脂材料は軟らかいままであるためである。また冷却 中は、熱塑性樹脂が十分硬化するまで冷却中のブラダ内部に内圧を維持すべきで ある。

編成スリーブ１６を成形型４５内に配置した後、成形型を閉じ、ブラダ４６を膨 張させる。熱塑性樹脂フィラメント１２を溶融するに十分な温度まで成形型を加 熱し、ナイロンの場合的４５０−５０００Ｆに加熱するのが一般的である。テニ スラケットを形成する際にブラダを膨張させ、約１００〜５ｏｏｐｓ　ｉの内圧 範囲となるよう有する材料、例えばシリコンゴム、又はポリ　エーテル　エーテ ル　ケトン（ＰＨＥＫ）、又はより高い溶融点を有するナイロンにより形成すべ きである。温度抵抗の他に、ブラダ材料は、良好な伸長特性、強靭性、及び耐破 断性を有するものにより形成すべきである。

熱塑性樹脂材料が溶融すると、カーボンファイバ間に流動し、カーボンファイバ を熱塑性樹脂内に埋設する。ブラダによって生ずる圧力により、熱塑性樹脂材料 の流動を容易にし、スリーブ１６が成形型の形状に確実に適合できる。この後、 成形型を冷却し、熱塑性樹脂材料を硬化し、フレームを成形型から取り出すこと ができる。

加熱及び冷却サイクルは、熱塑性樹脂を溶融し、溶融した材料がファイバの周り にに流動し、次に硬化するに十分な長さだけが必要である。処理工程の実施例で は、成形型に対して５０００Ｆでの４０分間加熱サイクル及び２０分間冷却サイ クルを加える。しかし、サイクルの長さは、成形型、加える温度、圧力に依存し 、サイクル時間を相当短縮することができる。

ラケット成形型から取り出す際に、フレームは任意の成形した熱硬化性樹脂ラケ ットと同様に取り扱うことができる。従って、充填すべきでない孔にも材料が充 填されるため、ラケットに孔を開け、塗装し、シャフトにハンドルを取り付ける 。

ブラダはラケットフレーム内に残しておいても残さなくてもよく、これはブラダ の重量に依存する。０．００３インチの壁厚のＰＥＥＫブラダは、約８グラムの 重量を有し、ラケット内に残しておくことができる。シリコンゴムブラダは約３ ０グラムであるため、取り出すことが必要である。

図６に示すように、成形型から取り出すときのフレーム５２はヘッド部分５４、 スロート部分５６、及びシャフト５８を有するテニスラケットの普通の形状であ り、これらすべての部分は連続した編成スリーブとスロートピース５０から形成 する。図６に示すように、ハンドル６０をシャフトに設ける。ストリンゲス用の 孔をラケットに形成し、好適にはホットピアシングニードル６２を使用して形成 する。ホットニードルピアシングを使用することによりて、熱可塑性樹脂材料を 溶融することができ、また補強カーボンファイバを破断することなくストリング 孔を形成することができる。しかし、普通のドリリング方法を使用しても良好な 結果が得られる。

このようにして仕上げたラケットフレーム５２は選択した交差角度に指向し、熱 塑性樹脂に密に埋設された長い補強ファイバにより形成される。本明細書に使用 した用語「長いファイバ」は、１インチよりも長い、即ち既知の射出成形又は押 出成形に使用されるファイバの長さよりも長いファイバを意味する。しかし、補 強ファイバ及び熱塑性樹脂ファイバ又はパウダを使用する好適なラケットフレー ム形成方法によれば、補強ファイバは１インチよりも相当長い長さにすることが でき、実際、フレームを形成するのに使用されるスリーブの長さ全体にわたって 、螺旋経路に沿って連続的にファイバを延在させることができる。

上述したように、フレームを形成するのに使用する束ｌＯは、補強ファイバ及び 熱塑性樹脂フィラメントを巻き合わせること（巻合）によって形成する、又はこ のようなファイバ及びフィラメントを混ぜ合わせること（混合）によって、又は 補強ファイバのパウダ予含浸によって形成することができる。巻合方法において は、構造ファイバの束を並置させて熱塑性樹脂フィラメントの束と一緒に巻き合 わせる。ファイバとフィラメントとの間の混合は初期的にはそれほど生じないが 、成形型内でまた十分湿潤させた状態で強い融合圧力及び加熱を加えると、熱塑 性樹脂が流動してファイバを包囲し、高強度フレームを形成することができる。

フレームを形成する混合方法は、巻合方法と同様であるが、編成スリーブを形成 する前にファイバと熱塑性樹脂フィラメントとを混合しておく点が異なる。この ことは、補強ファイバ束の材料のロールを繰り出しながら、熱塑性樹脂フィラメ ントに一定の比率で混ぜ合わせてファイバとフィラメントとの初期分散状態にす る。このように混合した束を後の使用のために保存スプールに巻き取ることがで きる。この混合束に熱及び融合圧力を加えると、巻合方法と同様に熱塑性樹脂が 補強ファイバの周りに流動する。しかし、この混合束を使用すると、混合度が高 く、湿潤作用も良好であり、用途によっては好適である。

パウダ予含浸即ち、パウダプレプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）方法では、補強ファイ バの束、例えば７２００デニールのカーボンファイバの１２にの束を、微粒子パ ウダの形式の熱塑性樹脂材料流動床に導入する。この流動床に漬ける前に、束に したファイバを十分拡げて熱塑性樹脂材料がファイバ東向に密に充填されるよう にする。熱塑性樹脂パウダを充満させた後、ファイバ束を所要に応じて、例えば 厚さ約０．００１インチの熱塑性樹脂材料のシース内に収納し、東向に拘束した パウダを保持するのを補助する。このパウダ予含浸束を上述のように編成して処 理する。熱塑性樹脂材料並びに熱塑性樹脂ラッピングシース材料とともに動作す るよう設計した流動床装置は市販されており、適当な装置を使用することができ る。

好適には、編成スリーブは予め形成し、ロールとして保存しておくことができる 。この後、テニスラケット又は他の用具を製造する際に、スリーブ材料をテープ 形式のロールから繰り出し、カットし、熱硬化樹脂材料予含浸（プレブレツブ） と同様に成形型内に配置する。編成体を使用することは、編成体が自己保持性を 有し、この編成体内の所定位置にファイバをしっかりと残留できるため好ましい 。テニスラケットを製造する際には、各編成体の密度に応じて２又は３個のチュ ーブ状編成体を互いに内外に重ね合わせて使用し、所要の壁厚及び重量のフレー ム部材を製造するとよい。製品を成形型の形状に適合させることの他に、多層に 積層して圧縮する。溶融点以上に加熱した樹脂は、補強ファイバの全ての周りに 流動して含浸する。　内部圧力を維持し、これによりコンポジット材料の凝縮及 び融合を生ずる。

上述の実施例は補強ファイバとしてカーボンファイバを使用した。しかし、現在 熱硬化性樹脂ラケットに使用されているいずれの補強ファイバも使用することが できる。例えば、ファイバグラス、ケブラー、ボロン、及びセラミックがある。

使用するファイバは、即ち、巻合又は混合束の取扱いを改善しまた湿潤化促進す るために、溶融した熱塑性樹脂の湿潤作用と共存できる熱塑性樹脂サイジング（ コーティング）を受け入れることができるものでなければならない。

多くの熱塑性樹脂材料を本発明に使用することができる。しかし、ナイロン６は 、融点が低く、良好な流動性、また良好な剛性を示すため好適である。更に入手 が容易であり、容易にフィラメント又はパウダの形式に製造できる。しかし、他 の熱塑性樹脂材料、例えば、ナイロン６／６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナ イロン６／１２、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ＡＢＳ、 ポリエチレン、又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を使用することも できる。

上述したところは、本発明の好適な実施例を示したに過ぎず、請求の範囲におい て種々の変更を加えることができること勿論である。例えば、巻合、混合、パウ ダ予含浸（パウダプレプレグ）が本発明に使用するファイバ及び熱塑性樹脂の組 み合わせの可撓性束を準備する方法として好適であるが、他の方法も使用するこ とができる。このような変更も、以下の請求の範囲内である。

、　、、　ＰＣＴ／ＵＳ　９２１００４７４フロントページの続き （５１）　ｉｎｔ、　Ｃ１，５識別記号　庁内整理番号Ｂ２９Ｌ　３１：５２　 ４Ｆ Ｉ

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．複数個のファイバ及び熱塑性樹脂材料を乾式の可撓性形状で組み合わせて可 撓性束を形成し、 ファイバを少なくとも１個の選択した角度に指向させて組み合わせたファイバ及 び熱塑性樹脂の少なくとも１個の束から可撓性スリーブを形成し、 前記スリーブをスポーツ用具の形状を有する成形型内にパックし、 熱塑性体の融点よりも高い温度に加熱するとともに、スリーブを加圧して前記熱 塑性樹脂を前記ファイバ間に流動させ、前記スリーブが前記成形型の形状をとる ようにし、前記スリーブを冷却して熱塑性樹脂材料を硬化させるとともに内部圧 力を維持する 方法によって形成したことを特徴とするスポーツ用具のフレーム。
2. ２．複数個のファイバ及び熱塑性樹脂材料を乾式の可撓性形状で組み合わせて可 撓性束を形成するステップと、ファイバを少なくとも１個の選択した角度に指向 させて組み合わせたファイバ及び熱塑性樹脂の少なくとも１個の束から可撓性ス リーブを形成するステップと、前記スリーブをスポーツ用具の形状を有する成形 型内にパックするステップと、 熱塑性樹脂の融点よりも高い温度に加熱するとともに、スリーブを加圧して前記 熱塑性樹脂を前記ファイバ間に流動させ、前記スリーブが前記成形型の形状をと るようにするステップと、 前記スリーブを冷却して熱塑性樹脂材料を硬化させるとともに内部圧力を維持す るステップと よりなることを特徴とするフレーム形成方法。
3. ３．熱塑性樹脂材料を、複数個の可撓性の熱塑性樹脂フィラメントの形式とし、 ファイバ及びフィラメントを組み合わせて少なくとも１個の束を形成し、また前 記スリーブを前記少なくとも１個の束から形成した請求項２記載のフレーム形成 方法。
4. ４．前記スリーブを少なくとも１個の束を編成することによって形成した請求項 ３記載のフレーム形成方法。
5. ５．前記ファイバ及びフィラメントを前記束から巻き合わせた請求項４記載のフ レーム形成方法。
6. ６．前記ファイバ及びフィラメントを前記束から混合した請求項４記載のフレー ム形成方法。
7. ７．熱塑性樹脂材料をパウダの形式とし、ファイバを熱塑性樹脂パウダの流動床 に浸漬させてファイバのパウダ予含浸束を形成し、またパウダ予含浸ファイバの 少なくとも１個の束を使用して前記スリーブを形成した請求項２記載のフレーム 形成方法。
8. ８．前記スリーブを少なくとも１個の束の編成により形成した請求項７記載のフ レーム形成方法。
9. ９．前記スリーブを、螺旋状に巻いた少なくとも１個の束により形成した請求項 ２記載のフレーム形成方法。
10. １０．前記スリーブは、前記１個の束に対して逆方向に螺旋状に巻いた少なくと も１個の交差束を有するものとして構成した請求項９記載のフレーム形成方法。
11. １１．螺旋状に巻いた束と交差束よりなる第２スリーブを形成するステップと、 スリーブを成形型にパックする前に前記第２スリーブを第１スリーブに対して内 外に重ね合わせて配置して多層フレームを形成するステップとを設けた請求項１ ０記載のフレーム形成方法。
12. １２．第１スリーブを形成する束を第２スリーブを形成する束とは異なる角度で 巻いた請求項１１記載のフレーム形成方法。
13. １３．ストリングスを支持するヘッド部分、シャフト、及び前記ヘッド部分及び 前記シャフトを連結する１対のスロート部分よりなるフレームを備え、前記ヘッ ド部分、スロート部分及びシャフトが、熱塑性樹脂内に埋設した複数個の長い補 強ファイバにより形成した連続した輪郭部材を有する構成としたテニス又は他の スポーツ用具用のスポーツラケット。
14. １４．前記輪郭部材を、中心軸線を有する中空形状にし、前記輪郭部材は複数個 の長い補強ファイバにより形成した少なくとも１個のファイバ束を有し、第１フ ァイバは前記軸線に対して所定の角度をなすよう指向させ、前記輪郭の周りに螺 旋状に巻き付けた請求項１３記載のスポーツラケット。
15. １５．第２ファイバ束を、前記軸線に対して所定の角度をなす第２の角度で指向 させ、第１ファイバ束とは逆方向る前記輪郭の周りに螺旋状に巻き付けた請求項 １４記載のスポーツラケット。
16. １６．前記第１ファイバ束及び第２ファイバ束により第１ファイバ層を構成し、 前記輪郭には、第３ファイバ束及び第４ファイバ束よりなる少なくとも１個の他 のファイバ層を設け、前記第３及び第４ファイバ束を前記輪郭の周りに螺旋状に 逆方向に巻き付けるよう所定の角度で指向させた請求項１５記載のスポーツラケ ット。
17. １７．前記第３ファイバ束及び第４ファイバ束を、それぞれ第１ファイバ束及び 第２ファイバ束とは異なる角度で指向させた請求項１６記載のスポーツラケット 。
18. １８．前記輪郭には、前記第１層及び第２層間に配置した少なくとも１個の軸線 方向に延びる補強ファイバを設けた請求項１７記載のスポーツラケット。
19. １９．熱塑性樹脂内に所定角度で埋設した複数個の長い補強ファイバによって形 成した連続輪郭部材を設けたスポーツ用具フレーム。
20. ２０．前記輪郭部材を、中心軸線を有する中空形状にし、前記輪郭部材は複数個 の長い補強ファイバにより形成した少なくとも１個のファイバ束を有し、第１フ ァイバは前記軸線に対して所定の角度をなすよう指向させ、前記輪郭の周りに螺 旋状に巻き付けた請求項１９記載のスポーツ用具。