JPS60210273A - 合成熱可塑性高分子材料のスポーツラケット用ガット及びスポーツラケット - 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】 本発明は合成熱可塑性高分子材料から形成されて成るス
ポーツラケット用ガツトに関する。

テニス、スカッシュ及びバドミントン用ラケットのガツ
トは短時間の拘束下で、又は繰り返し拘束下で特定の耐
引張特性及び耐曲び特注７持つべきことが要求される。

即ち、後者の繰り返し粂件下では、ガツトはそのたびに
急速且つ完全にそれらの初期長さに復さなければならず
、また最終的には、ガツトは色々液使用状態に抵抗する
良好な性質、特に耐磨耗性、耐折れ又は耐キンク（Ｋｉ
ｎｋｉｎｇｌ性、各種ふん囲気因子並びにガツトがラケ
ットに張られるとき等において受ける色々な拘束状態に
対する抵抗性乞持たねばならない。

高級テニスラケット及び他のラケットには非常に長い間
動物の腸管から作ったガツトが用いられていた。それら
は力、１更川感及び使用能の観点から完全に許容できる
ことが証明されていたが、残念ながら動物ガツトは耐湿
性が乏しく、湿った条件が勝るとき使用寿命が短縮する
。天然ガツトの弾性回復特注（短時間の拘束又は繰り返
し拘束後初期長さに急速、完全に戻る特性）はしかし優
れている。

１９４４年以来広く用いられるようになったナイロンモ
ノフィラメントは別にして、他の熱可塑性高分子材料か
らできているガツトも特許文献に見られる。

一アメリカ特許第４，３００，３４３号ｅユ、熱可塑性
樹脂の複数のモノフィラメント乞この樹脂の軟化点より
高い温度で集束、加熱することによって製造され、得ら
れたガツトはその中心部でモノフィラメントが、谷モノ
フィラメントのそれぞれの形状が識別できなくなるよう
に互いに接着し、かつガラ］・の外面においてはモノフ
ィラメントがそれらそれぞれの形状を保持しつつ互いに
接着している合成ガツトに関する。このガツトのモノフ
ィラメントは弗化炭素樹脂、特に弗化ビニリデン樹脂、
ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂からできている。

イギリス特許＠１，５７８，５９９号は、２〜４本の、
配向した合成熱可塑性重合体、と９わけナイロン６６又
はナイロン６のモノフィラメントから成り、各モノフィ
ラメントは２，０００〜ｓ、ｏ　ｏ　ｏデニールの太さ
と少なくとも２つの平らな側面を有１４．そのうもの２
側面はその全長にわたって互いに対向しており、それら
モノフィラメントは個々には撚りを実質的に持たずに諸
撚りされ、かつガツトの全長にわたって一緒に結合され
、その場合各モノフィラメントは１つの平らな側面に治
って他の少なくとも１本の゛モノフィラメントに結合さ
れているラケット用ガツトに関する。

イギリス特許第１，５６９，５３０号は、１本又はそれ
以上の合成樹脂フィラメントの実質的に円形断面の芯と
その芯の合成樹脂材料と同−又は異なる合成樹脂モノフ
ィラメントの螺旋巻きされた外側外装とから成り、その
外装は少なくとも２つの異なる直径を持つモノフィラメ
ントから形成され、ガツトの全長に泊って直径の小さい
方のモノフィラメントから成る表面の部分と少なくとも
１本の直径の大キい方のモノフィラメントから成る表面
の浮き出た部分とが交互に現われるように１記置されて
いるスポーツラケット用ガツトについて記述している。

使用モノフィラメントはポリエステル、例えばポリエチ
レンテレフタレート、又はナイロンのモノフィラメント
であることができる。

アメリカ特許第４，２７５，１１７号は、第一の熱可塑
性材料と第二の熱可塑性材料の伸張ストランドの組み合
せを加熱下で一体化して得られるラケット用ガツトに関
し、こＸで第一の熱可塑性材料は第二の熱可塑性材料よ
シ実質的に高い融点を有し、ガツトは第二の材料は溶融
するが、第一の材料は溶融しない十分な熱を適用するこ
とによって一体化されており、ガツトは一体化前に第二
の拐料の少なくとも一部から成る圧縮された芯を有し、
そして芯の上の編組外装は第−及び第二の材料のストラ
ンドから成っている。約４８０“Ｆの融点を有するナイ
ロン６６が高融点熱可塑性材料の例として与えられてお
り、約３１０　’Ｆの融点を有するナイロンの三元共重
合体が低融点熱可塑性材料の列として与えられている。

アメリカ特許第４，３２８，０５５号は、熱可塑性樹脂
、と９わけポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリアミド樹脂又
はポリエステル樹脂を複数のモノフィラメントに溶融紡
糸し、その複数のモノフィラメント’ｒその樹脂の軟化
点より高い温度に保持しつつ集束、加熱して溶融接着し
たモノフィラメントの、溶融接着した核部分と螺旋周面
部分とから成る構造を有するガツトを得ることから成る
合成ガツトの製造方法に関する。

アメリカ特許第４，３°−９１，０８８号は天然ガツト
の芯から成り、そのガツトはフィラメント状アラミドで
被覆され、かつそのフィラメント状アラミドをガツト芯
に接着する耐水性、水蒸気不浸透性の柔軟な接着性重合
体樹脂で含浸されているスポーツラケット用ガツトに関
する。

アメリカ特許第４，０８４，３９９号は有機繊維及び／
又は無機繊維と任意に組み合わされた炭素繊維からでき
ている合成ガツトに関する。

イギリス特許第１，５８７，９３１号は熱可塑性接着剤
で一緒に接着されている合成マルチフィラメントヤーン
の加熱された束に関する。ヤ・−ンはナイロン、ポリエ
ステル又は芳香族ポリアミドからできている。

本発明は次の理論の点から理解することができる。但し
、理論の正しさにはとられれないし、またその理論で限
定されるものでもない。

スポーツラケット用ガツトが良好な使用特性を持つため
には、ガツトは幾つかの重要な性質を持たなければなら
ない。ラケットから最大の力を得るためには、ボールが
ラケットを打つとき、そのボールの運動エネルギーはガ
ツトによって吸収され、次いでできるだけ小さいエネル
ギー損失でボールに戻されなければならない。これは、
ラケットに張られたガツトの弾性変形がボールがガツト
に接触している時間−それはテニスボールとラケットの
場合典形的には５〜７ミリ秒である一部に完全に回復さ
れなければならないことを要求している。ガツトの急速
、完全な回復は、ガツト材料が低ヒステリシス損馨示し
、また高い弾性モジュラス値を有してガツトの固有撮動
時曲乞ボールの接触時間内に少なくとも半サイクルの振
動を起こさせるように十分に長くするときに達成される
だけである。この点に関して特定のガツト材料が成功で
あるか、そうでないかは、いずれにせよ、ガツトラケッ
トｙ打つボールについて回復係数を測定することによっ
て３太めることができる。このテストにおいて、ボール
はクランプで水平に止められているラケットの上に所定
の高さから落される。

そのときのボールのはね返り高さを測定する。回復係数
は次の通り定義される。

ｃ＝ｐ／Ｍ７丁−゛ （ただし、ｈｌ　−ボールを落す高さ ｈ２−はね返り高さ　） 両高さは同じ単位で測定する。

このテストで衝撃時にラケットにょってホールに戻され
るエネルギー量が測定される。このようにして測定する
とき、従来法による合成ガツトは天然ガツトより劣るこ
とが観察される。この欠陥はこのラケット乞実祿に１史
うときプレーヤーが力の不足として経験しているもので
ある。

ラケット用ガツトのもう１つの重要な性質は、プレーヤ
ーがボールのｌｌｌ１７撃を゛感じ取り“、戻しの力を
判断できなければならないということである。これはガ
ツトの荷重−伸び特性が実質的に１α線であるか又は使
用イ１１囲にわたってカーブ方向に少なくとも変化ン示
さないときに最もよく達成されると考えられる。再び言
うと、従来の合成ガツトは品質が劣り、その多くは特性
が非直線であるばかりでなく、Ｓ字形の萌重−伸びカー
ブケ示す。

ラケット用ガツトの更に他の安住は、ガツトの動的剛性
はガツトの平均張力が増加しても実質的に増加すべきで
ない、ということである。後記で定義されるこの動的剛
性はボールの衝撃に対するガツトの応答の尺度である。

多くの合成ガツトはその張り張力が増加すると動的剛性
に急激な増加を示し、そのためきつく張られたラケット
−これはボールコントロールが良好であることからプレ
ーヤーに好１れる−はボールが当るとき調子の悪い、そ
して°°硬い（ｂｏａｒｄｙ　）　”応答を与えろ。

ラケット用ガツトに要求される更に他の要件は外囲温度
及び湿度が変化してもその弾性的性質は変化すべきでな
いということである。

天然ガツトの更に他の欠点はその１吏用寿命がガツトの
直径が減すると急速に短かくなるということである。ボ
ールがガツトに当るときのエネルギー損失は太い、従っ
てより剛性の大きいガツトが張られたラケットより細い
ガツトが張られたラケットで小さく１、そのため細いガ
ツトが望寸しい。

しかしながら、細い矢然腸管ガツトは耐暦粍性に欠ける
ため寿命が非常に短かい。

本発明の目的は優れた使用特注を持つばかりでなく、優
れた耐久性と均一な弾性特性も有するスポーツラケット
用ガットヲ提供することである。

本発明者はガツトの荷重−伸びカーブの形状が使用特性
に重大な影響２及ぼすこと、及び、篤くべきことに、そ
の使用性能は低レベルの適用荷重におけるガツトの伸張
性を減少させることによって著しく増加させ得ることを
見い出した。

本発明の１つの局面によれば、合成熱可塑性芳香族ポリ
エーテルケムトン材料から成り、又はそのような材料を
含有し、ガツトが、その軸に沿って少なくとも１００ニ
ュートン／−１好捷しくは１２０ニュートン／−の引張
応力が加えられろとき５％を越えない伸度、及び１７５
ニュートン／−の平均引張応力において１５０乃至３０
０　Ｈ２の範囲の周波数で測定して、８０ニュートン／
−の平均引張応力において測定した本発明において定義
される動的剛性の１１５０倍以下の動的剛性を有してい
ること乞特徴とするスポーツラケット用モノフィラメン
ト又はマルチフィラメントガツトが提供されろ。

本発明において、応力はガツトに加えられた総軸方向葭
重をガツトの総１０“ｒ面積で割った藺と定義されろ。

動的剛性はエーチ・チプトン（Ｈ・Ｔｉｐｔｏｎ　）が
ジャーナル・オブ・ザ・チクスタイル・インステイチュ
ート１９５５　、　Ｖｏｌ　、　４６、ベージＴ３２２
に記載し、本発明のガツトに適合するように適宜改良さ
れた方法を用いて測定することができる。

この改良された装置を冷附第２図に示す。

２本の同一長さのテスト用ガツト１及び２を自由に浮動
した軟鉄電気子３に過当なりランプで取りイ」ける。ガ
ツト１の他端を大きな支持体７に取り刊け、曲のガツト
２を自由に回転するグーリー５に沿って通し、張力掛は
用重り４に取り個げる。

張力掛げ用重りはガツトに８０乃至１７５ニュートン／
−の応力を生むよう必要に応じて変えることができる。

適当な可変周波数電流発生器１０からの父流屯流を電気
子を取り囲むコイル６に流すことによって電気子３を長
手方向に振動（すなわち、ガツトの軸に沿う振動）する
ようにセットする。電気子の振動は蓄音器のピックアッ
プのカートリッジ８で検出するが、その針は軽く押して
電気子と接触するようにする。カートリッジ８がら出ろ
電気的出力？オツシロスコープ１１に供給する。交流発
生器１０の周波数を、それが張力が川けられたガツト１
，２に懸垂された電気子の同調周波数と一致するまで調
整する。

これはオツ７０スコープのスクリーンに見られるように
カートリッジ８からの最大信号によって示される。この
周波数Ｆ乞そのとき発生器１０に組み込捷れている過当
なメータか、又はオツシロスコープのスクリーンでその
ｆＱ号の周波数ケ観ゼずろかのいずれかによって測定す
る。

動的剛性Ｓは式 ％式％ （ただし、Ｆ−同調周波数・ヘルツ Ｌ−各ガットの長さ、ｍ Ｍ−電気子の質量、１） で定義される。

Ｌ及びＭの値は１５０＜Ｆ（３００Ｈｚとなるように調
整されなければならない。

直径１４〜１．５賜のほとんどのラケット用ガツトに浦
ｌ当な１＠は、Ｌ＝０．２５ｍ、Ｍ＝０．０３５Ｋｐで
ある。

Ｓの最初の測定乞、張力掛は用型りでガツトに作られる
平均応力が８０ニュートン／−であるときに行う。これ
’ｆｓａｏ　と表わす。張力掛は用重りを次に増加して
ガツトに１７５ニュートン／−の応力を与え、そのｓｙ
表示Ｓ１７．で表わす。ガツトがラケットに良好な使用
性能を有せしめるには、Ｓ１□５　／　Ｓ　８０の比が
１．１５０Ｙ越えてはいけないことが見い出された。

このラケット用ガツトの１つの好ましい特徴は、このガ
ツトは少なくとも１０チの伸びまでは実質的に直線の荷
重−沖びカーブを持つか、又は湾曲が認められる場合は
、その接線モジュラスは伸びが増加したときどこでも増
加しないということでおる。

本発明のスポーツラケット用ガツトは熱可塑性芳香族ポ
リエーテルケトンからできている。芳香族ポリエーテル
ケトンは一般式−Ａｒ　−０−（但し、Ａｒは芳香族ラ
ジカルであり、そのＡｒラジカルの少なくとも若干はケ
トン結合を含有する）を位−〇　−ｐｈ　−ｏ　−ｐｈ
　−ｃｏ　−ｐｈ　−（但し、Ｐｈはｐ−フェニレンで
ある）を有するものでおる。

係る重合体は容易に溶融紡糸及び延伸が可能で、：ｌ＠
当なモノフィラメント及びマルチフィラメントを与える
。１９８２年４月の日付のリサーチ・ティスフロージャ
−（Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　）第２
１６０２項な参照されたい。

本発明のもう１つの局面によれば、従って、本発明は熱
可塑性芳香族ポリエーテルケトン、好捷しくはポリエー
テルエーテルケトンから成るか、又はその材料を含有す
るモノフィラメント又はマルチフィラメントのスポーツ
ラケット用ガツトに関する。

典形的には、このガツトの平均総直径はＱ、　５　ｋｒ
ｒＬ乃至２０韻の範囲にある。

ガツトがマルチフィラメントからＪ成るとき、ガツトは
、例えば直径００１〜１５鴎で、所望の方法で一緒に配
列された個々のフィラメントをいかなる本数で含んでい
てもよい。特に、個々のフィラメントは、取り扱い及び
ガツトの張り操作ケ容易にするため、適当な接着剤で一
緒に接着することができる。但し、この態様に関しては
、接着剤はガツトの３３重量係を越えないことが予定さ
れている。

個々のフィラメントは捷だそれらヲ適当に柔軟な拐料の
さやに挿入するか、又はそのフィラメント吏を同−ｌは
界りる材料のもう１つのフィラメント又は複数のフィラ
メントで巻くか、あるいはフィラメント束を同−又は異
なる制料の１本又はそれ以、上のフィラメントから成る
芯に巻くことによって一緒に保持することもできる。

本発明を次の実施例゛で説明する。但し、これら実施例
は例示であって、本発明を限定するものと解すべきでは
ない。

実施例１ 濃硫酸１００ｍ１中重合体１ｙの溶液中で２５℃におい
て測定した極限粘度１０の庁成熱可塑性屯合体であるポ
リエーテルエーテルケトン’７３７０℃で溶融し、直径
２鵡の１１１ｉ！！１のオリフィスから約８ｙ／分で押
し出してモノフィラメントｖ形成した。このモノフィラ
メントな窒気’ｘ１ｍ／分の流速で吹きかけることによ
って冷却し、次いで固化フィラメント乞１８０℃の温度
において約２ｙｒＩ／分の表面速度で回転している加熱
された一対のロールに回して通した。

これらのロールから、フィラメントを冷ロールにより付
加延伸比３：１で引き取り、最後にスプ−ルに巻き取っ
た。モノフィラメントの最終直径は１．５Ｍであった。

モノフィラメントの引張特性を従来法による比較できる
ラケット用合成ガツト−オキサイド（０ＸＩＴＥ）−Ｔ
の引張特性と共に第１表に示Ｉ−０このモノフィラメン
ト’を約１２Ｋｐの引・ｊ長張カを用いてスカッシュ川
ラケットに張った。前記の方法で回復係数を測定した。

結果Ｚ第■表に示す。このガツトの荷重−伸びカーブヲ
第１図にプロット−ｉ−る。使用テストは、このラケッ
トは１史用性能が優れ、その力のか＼リエ合、１更用感
は天然ガツトと同様であり、他の合成ガツトよりはるか
に優れていることを示した。

実施例２ 実施例１と同じ極限粘度ヲ狩つポリエーテルエーテルケ
トンを３７０℃で溶融し、直径０．７５騙の孔馨１９個
含むマルチオリフィスダイから押し出した。総吐出量は
約７ｙ／分で、フィラメントは実施例１で述べたように
して冷却、固化した。

１８０℃の温度に加熱され、２ｙｎ／分で回転している
ホットロールにフィラメントヲ回して通した後、２７５
倍に延沖し、５．５ｍ１分でスプールに巻き取った。引
張試験結果を第１表に、回復係数を第■表にそれぞれ示
Ｉ−０荷壷−沖びカーブは第１図にプロットする。ラケ
ットの使用テストは、そのガツトは゛に用の合成ガツト
よりはるかに優れていることを示した。Ｌ＝０．２５ｍ
、Ｍ＝０．０３５９で前記のようにして測定した動的剛
性は比５Ｉ７５　／　Ｓ８Ｑ　＝　１．１３１であるこ
とを示した。

実施例３ 実施例１と同じ４歩限粘度乞持つポリエーテルエーテル
ケトンケ３７０℃で溶融し、直径２誼ｄ・の１個のオリ
フィスから約１６１／分で押し出してモノフィラメント
を形成した。このモノフィラメント乞冷却し、次いで固
化フイラメン）’４２９ｕｌ／分の表面速度２以って回
転している一対の加熱されたロールに回して１８０℃の
温度で通した。

これらのロールから冷ロールにより付加ｉｆ、沖比２８
で引き取り、最後にスプールに巻き取つｆＣｏこのモノ
フィラメントの最終直径はＱ、　４．４　Ｍｉｎであっ
た。

６本の同一モノフィラメントラ次に取り、これらを同様
に製造したが０．４７賜の最終直径２持つ第７番目のモ
ノフィラメントの囲りに平均に巻き付けた。各モノフィ
ラメントの巻回数は最終組立体１ｍ当り９０巻きであっ
た。この巻回組立体を次に２００℃にセットされたプレ
ートヒーターの上ｖ　６　Ｋｐの張力で４０秒間通して
安定なヒートセットされた絹立体乞イ４すた。

この組立体２次に、９５シヨア一映度Ａ、引張強度３７
５　ＫＩ−／　ａｄ　、伸度４５０％及び１００％モジ
ュラス７５　Ｋ７　／　ｃｒｌ　’ｔｇ：持つ熱り塑性
ポリウレタンが供給されている溶融押出機のプレッシャ
ークロスヘッドコーティングタップ及びダイ集成装ｆｔ
。

通過させ、２５重槍係被覆の最終ガツトをモノフィラメ
ント組立体馨包囲したさや包囲体として押し出した。こ
のさや包囲は３ｙ／分の割合で２３０℃の温度において
１．４７ｍ直径のダイホールから通用された。得られた
製品は直径１．４７ＩＩａ、　１２０１４／−における
伸び４５係、破断伸び２４係及び動的剛性比Ｓ１□ｓ／
Ｓｓｏ　１．１３５’を有していた。

第１図の点Ｐは応力１２０　Ｎ／−及び伸び５％によっ
て規定される点である。図から、本発明のガツトの荷重
−伸びカーブはこの点の左を通ること、それらはどの点
でも伸びが増加したとき増加しない接線モジュラ゛スを
示すことが分かる。

これに対して、従来の合成ガツトは点Ｐの右を通り、か
つ伸びが増加すると共に接線モジュラスが増加する領域
を示す。

菫工表 第ｕ表 回復係数 実施例１のモノフイラダスト　０．６８２実施例２のマ
ルチフイラメンｌ−０，６８２従来法の合成ガツト　０
６４８

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のガツト及び従来法によるガツトの荷重
−伸びの関１糸を示すグラフであり、そして第２図はガ
ツトの動的剛性の測定装置の配置図である。 １．２・・・ガツト３・・・′電気子　４・・・重り６
・・・コイル　８・・・ピックアップのカートリッジ１
０・・・交流発生器　１１・・オノシロスコープ特許出
１ｙｊ４人　インペリアル・ケミカル・インダストリー
ズ・ビーエルシー 伸　Ｖ　ゾ。 第１頁の続き 優先権主張　６１９８師２月２２日［相］イギ＠発　明
　者　ナイゲル・ワード・ヘ イマン ［相］発　明　者　スコツト・デービツドソン リス（ＧＢ）［株］８５０４５６４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）熱可塑性芳香族ポリエーテルケトンから成る、又
   は該月料を含有１−ろことを特徴とするスポーツラケッ
   ト用モノフィラメント又はマルチフィラメントガツト。 （２）　ポリエーテルエーテルケントから成る、又は該
   材料を含有する特許請求の範囲第（１）頃記載のスポー
   ツラケット用モノフィラメント又はマルチフィラメント
   ガツト。 ＋３）　１２０ニュートン／−２の引張応力をガツトの
   軸に沿って適用されるときの沖びが５係を越えない特許
   請求の範囲第（１）項又は第（２）項に記載のスポーツ
   ラケット用モノフィラメント又はマルチフィラメントガ
   ツト。 （４）　ガツトがその軸に沿って少なくとも１００ニユ
   ートン／謳２の引張応力が加えられたとき５％を越えな
   い伸び、及び１７５ニユ一トン／ｍ□２の平均引張応力
   において１５０乃至３００Ｈｚの範囲の周波数で測定し
   て、８０ニユートン／　ｍｍ２の平均引張応力で測定し
   た本発明において定義されろ動的剛性の１．１５０倍以
   下の動的剛性を有する特許請求の範囲第（１）項又は第
   （２）項記載のスポーツラケット用モノフィラメント又
   はマルチフィラメントガツト。 （５）総直径が０．５＋ｕ＋乃至２．０ＴＭｌの範囲で
   あみ特許請求の範囲の各項の任意の１項に記載のスポー
   ツラケット用モノフィラメント又はマルチフィラメント
   ガツト（６）個々のフィラメントか接着剤で一緒に接層
   されでいる特許請求の範囲の各項の任意の１項に記載の
   スポーツラケット用マルチフィラメントガツト。 （７）前記フィラメントの束が同−又は異なる拐料の他
   のフィラメント又は複数本のフィラメントで巻かれてい
   る特許請求の範囲第（１）項乃至第（５）頃の任意の１
   項に記載のスポーツラケット用マルチフィラメントガツ
   ト。 （８）同−又は異なる材料の１本又はそれ以」二のフィ
   ラメントから成る芯に前記フィラメントの束を巻くこと
   によって形成されて成る特許請求の範囲第（１）項乃至
   第（５）項の任意の１項に記載のスポーツラケット用マ
   ルチフィラメントガツト０（９）　同一材料の１本のフ
   ィラメントから成る芯に前記フィラメントの束を巻くこ
   とによって形成されて成り、そして、Ｓ構成フィラメン
   トはフィラメント束中のフィラメントより大きい直径を
   持っている特許請求の範囲第（８）項記載のスポーツラ
   ケットＩ」ｌマルチフィラメントガツト○ （１０）柔軟な拐料のさやを持ってし・る特許請求の範
   囲の各項の任意の１項に記載のスポーツラケット用マル
   チフィラメントガツト０ （Ｉ　Ｉ）　ＭｉＪ記特許請求の範囲の各項の任意の１
   項に記小父のモノフィラメント又はマルチフィラメント
   ガツトが張られたスポーツラケット。