JPS63212514A - 構造材料およびその製造方法 - 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） この発明は、テニス、スカッシュ、バドミントン等のラ
ケットフレーム、テントフレーム用ポール、構造材用パ
イプ、埋設土管、ブロック、釣竿等に使用するに適した
構造材料およびその製法に関するものである。

（従来の技術およびその問題点） 従来、建材、スポーツ用具等の構造材料として使用され
てきたｍ維強化複合材料には、熱可塑性樹脂をマトリク
スとし、これに短繊維強化材を添加した材料や、熱硬化
性樹脂をマトリクスとしてこれに長繊維強化材を添加し
た材料がある。

しかしながら、これらの材料はそれぞれ成形性１強度、
耐熱性、疲労特性等の点で以下に示すような問題点があ
り、よりすぐれた繊維強化複合材料に対する要望が強か
った。

例えば、登山用テントのポールとして、近年強化プラス
チック製のポールが市場に出つつあるが、これには以下
に述べるような問題点があり、まだレジャーテント等の
比較的使用条件がゆるい分野で一部使用されているにす
ぎない。

すなわち、これら強化プラスチック製ポールの構成は、
強化＃ａ維としてはガラス、カーボン、芳香族ポリアミ
ド、マトリクスとしてはエポキシ、ポリエステル等の熱
硬化性４６１　Ｉｌｌが用いられている。また、強化プ
ラスチ−７り性ボールの製法として最もよく用いられて
いるのは、ガラス繊維にポリエステル樹脂を含浸させ、
連続的に硬化槽の中へ導いて硬化させる、いわゆる「引
抜きパイプ」製法である。繊維を軸方向だけでなくＦ／
Ｗ工程を入れたり、芯材あるいは被覆材としてＡＢＳ樹
脂等の熱可塑性樹脂を用いるものもあるが、強化繊維の
マトリクスとしてはいずれもポリエステル、エポキシ等
の熱硬化性樹脂である。

しかしながら、これら熱硬化性樹脂はもともと脆く、テ
ントポールのように大きく曲げて使用する場合、折れや
すいという欠点があった。また、被覆時のたわみ量が大
きくなるように剛性を低くすると、居住性、耐風圧の点
で１問題が生じる。

特に、数本のポールを接続して使用する場合にはジヨイ
ント部に応力集中が起こり、破壊の大半はジヨイント部
で生じる。しかしながら、連続引抜き製法ではその断面
が一様なことから、ジヨイント部だけを一体的に補強す
ることは困難である。

また、Ｆ／Ｗ製法の場合、複雑なジ璽インド形状や外径
を変化させたりすることが困難であり、テープラッピン
グの不均一性に起因する寸法精度、性俺のバラツキ等の
問題が大きかった。

、一方、ゴルフクラブシャフトの素材として使用されて
いる繊維強化プラスチックの構成は、強化ｍ維としては
カーボン、ガラス、芳香族ポリアミド、ボロン等が用い
られ、樹脂マトリクスとしてはエポキシ、ポリエステル
等の熱硬化性樹脂が用いられている。いずれも金属製の
シャフトに比べ軽量であることを主な特徴としており、
■　ゴルファ−のスウィング時のへ７ドスピーが増加す
る ■　非力なゴルファ−でも楽にスイングできるというメ
リットがある。

この種のシャフトの製法としては次の２種類に大別され
る。

（１）フィラメントワインディング（Ｆ／Ｗ）法連続フ
ィラメントに樹脂を含浸し、マンドレル上で軸方向に所
定の角度をつけながら巻いてゆく。

（２）シートワインディング法 あらかじめ樹脂を含浸したクロスをマンドレルに巻きつ
ける。

（１）、（２）とも、マンドレル上に成形した後、熱収
縮テープによりラッピングして硬化炉の中で焼成する。

しかしながら、このような製法では、材料成形時の寸法
精度が充分ではなく、しかもラッピングしたテープの締
付力に硬化時の圧力を依存していることから、製品の寸
法精度に限界がある。また、ラッピングテープの跡が製
品上に残るため、センタレス−グライダ−等で表面をパ
フ仕上げするので表面の繊維が一部削られる欠点がある
。また、複雑な形状や外径を非連続的に変化させたりす
ることも困難であり、設計自由度の制約が太きい、さら
に、エポキシ、ポリエステル等の熱硬化性樹脂はもとも
と脆く、インパクト時に折れる危険性が大きいという問
題点がある。

さらに、球技用のラケットフレーム用の繊維強化プラス
チックの構成としては次の２種類のものが知られている
。

（１）連ｂＡ繊！！／樹脂マトリクス系（２）短繊維又
はチョツプドファイバー／樹脂マトリクス系 これらのうち（１）に示すものは、樹脂マトリクスとし
てエポキシ、ポリエステルあるいはフェノール系の熱硬
化性樹脂が用いられ、それが連続フィラメントに含浸さ
れ加熱及び加圧によって樹脂が硬化させられて所要の形
状にモールドされる。

また、（２）に示すものは、強化部材が樹脂マトリクス
中にランダムに分散された短い不連続長の繊維強化部材
からなるタイプであり、この樹脂は熱可塑性あるいは熱
硬化性のいずれであってもよい、熱硬化性材料としては
（１）に示したものが用いられ、熱可塑性材料としては
、例えばナイロン、ポリカーボネート、ポリフェニレン
オキサイド、アセタールおよびその他の工業用サーモプ
ラスチックスと呼ばれるものがあげられる。成形法とし
ては主に射出成形法によって作られる。

一方、ラケットに要求される特性として１通例、強靭性
、剛性、及び反撥力があげられる０強靭性については、
（１）はマトリクス樹脂の靭性が劣るため、高価な炭素
繊維等の強化繊維を通常６０〜７０重量％用いることに
より必要な靭性を得るの　　。

が常である。必要な強度、形状が得やすいため。

現在のテニスラケット用フレームのうち強化プラスチッ
クを用いたものについては、はぼ１００％この製法が採
用されている。

（２）については、通常成形加工性、特にインジェクシ
ョン時の流動特性を考慮してマトリクス樹脂の分子量は
低く押えられている。又、繊維含量も３０重量％程度で
あり、しかも繊維長はペレット化し射出成形された後１
曽■以下（０，２〜０．３■鳳）となっていることが多
い０分子量の高くないマトリクス樹脂であることと、強
化繊維の長さも著しく短いため、この構成による機械的
強度の向上は望めない、そのためガツトを張った状態で
車のトランクルームに収納されたとき、その内部温度が
８０°Ｃを超えると変形したり、使用中に折損したりす
る可能性は大である。

こうした欠点を補うためには、必然的にラケットフレー
ムを厚肉としなければならないが１重量的には重くなる
ので、あまり実用的ではない。

又、近年レジャーとしてのスポーツが盛んになるにつれ
、スポーツ障害に対する配慮が必要となってきた０例え
ば、あるアンケートでは硬式テニスプレーヤーの約１７
３が「肘が痛くなったことがある」と答えている０通常
テニスエルポーといわれ、プレーをしている間に特に誘
因なくラケットを持つ側の肘が痛くなってしまうのであ
る。振動吸収性の劣るラケットは、一般的に打撃時にそ
の振動が肘に伝わって上腕骨上類を痛めるのであると思
われる。現在ラケットフレーム素材として主波となって
いる上記（１）にあげた連続フィラメント／樹脂マトリ
クス系では、通常用いられているエポキシ樹脂やポリエ
ステル樹脂は衝撃吸収性が劣ることや樹脂の靭性が劣る
ことと、曲げ弾性率を高めるためカーボンファイバーの
ような剛性の高い繊維の含量を６０〜７０重量％と高く
せざるを得ないため振動特性が劣るものと考えられる。

なお、ナイロン系樹脂を用いた工業材料に関する文献と
して、例えば「ナイロン　ＲＩＭ　　デベロプメント　
フォア　オートモーティブ　ボディ。

パネルスＪ　　（ＳＡＥ　　テクニカル　ペーパー　シ
リーズ　８５０１５７．１９８５年）、「ナイロン６　
　ＲＩＭ　Ｊ　　（１９８５アメリカン　ケミカル　ソ
サイアティ）等があり、これらの他にも末端アミンポリ
エーテルＲＩＭに関する（ＳＡＥ　　テクニカル　ペー
パー　シリーズ８５０１５５．１９８５年）の記事や、
アメリカにおけるＲＩＭの将来に関する゛アメリカン　
ケミカル　ソサイアテイ′（１９８５年）の記事、ＲＩ
Ｍモノマーキャスティングに関する「プラスティクス　
テクノロジー、　１９８５年５月号」の記事等があるが
、いずれの文献にも長繊維強化材関する記載はない。

（発明の目的） 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、軽量性、
強度１曲げ弾性率等にすぐれ、かつ、形状および材料の
設計自由度が従来のものと比べて大きい構造材料を提供
することを目的としている。

（発明の開示） 本発明にかかる構造材料（第１の発明）は、連７続繊維
及び／又は長繊維強化材で強化されたポリアミド樹脂を
素材として形成されていることを特徴としている。また
、本発明にかかる構造材料の製造方法（第２の発明）は
、連続繊維及び／又は長繊維強化材で強化されたポリア
ミド樹脂からなる構造材料を製造する方法であって、連
続繊維及び／又は長繊維の強化材を予め所定の形状とな
るように配置し、型入れした後、重合触媒と開始剤を含
む溶融したω−ラクタム類を型内に注入し、これを加熱
によりポリアミド樹脂とするモノマーキャスティング法
を用いて構造材料を形成することを特徴としている。

本発明において用いる千ツマ−であるω−ラクタムは、
α−ピロリドン、α−ピペリドン、ε−カプロラクタム
、ω−エナントラクタム、ω−カプリロラクタム、ω−
ベラルゴノラクタム、ω−デカノラクタム、ω−ウンデ
カノラクタム、ω−ラウロラクタムあるいはこれらのＣ
−アルキル置換−ω−ラクタム、並びにこれらの二種以
上のω−ラクタムの混合物等が挙げられる。しかし工業
的に有利なラクタムはε−カプロラクタムとω−ラウロ
ラクタムである。又、ω−ラクタム類は必要に応じて改
質成分（ソフト成分）を含むことができる。

ソフト成分は分子中に使用する開始剤と反応する官能基
を有し、しかもＴｇの低い化合物で通常官能基を有する
ポリエーテルや液状ポリブタシュンなどが使用されてい
る。

本発明で使用される市販の原料としては、宇部興産■社
のナイロンＲＩＭ原料例えば０Ｘ−２１等がある。これ
はアルカリ触媒とカプロラクタムからなるＡ成分と、ソ
フト成分を含むプレポリマーとカプロラクタムからなる
Ｂ成分とから構成されている。

又、本発明において使用されるアニオン重合触媒として
は、水素化ナトリウムＮａＨが好ましいが、その他のナ
トリウム、カリウム、水素化リチウム等の公知のω−ラ
クタムの重合触媒を使用する事ができる。その添加量は
ω−ラクタムに対して０．１〜５．０モル％の範囲が好
ましい。

又、重合開始剤としては、Ｎ−７セチルー（−カプロラ
クタムが用いられるが、その他のトリアリルイソシアヌ
レート、Ｎ−１を換エチレンイミン誘導体、１．１′−
カルボニルビスアジリジン。

オキサゾリン誘導体、２−（Ｎ−フェニルベンズイミド
イル）アセトアニリド、２−Ｎ−モルホリノーシグロヘ
キセン−１，３−ジカルボキサニリド等や既に公知のイ
ンシアナート、カルボジイミド等の化合物をも用いるこ
とが出来る。これら重合開始剤の添加量としては、ω−
ラクタムの量に対して０．０５〜１．０モル％の範囲内
にあることが望ましい、又、その添加する方法としては
。

（Ａ）アニオン重合触媒を含むω−ラクタム液に直接添
加混合する方法 （Ｂ）アニオン重合触媒を含むω−ラクタム液と、重合
開始剤を含むω−ラクタム液を混合する方法 （Ｃ）予め固体状または液状のω−ラクタムにアニオン
重合触媒と共に回持に添加しておく方法 等があるが、その何れの方法を用いても差し支えない。

又、重合温度は一般的には１２０乃至は２００　’Ｏが
好ましいが、特別な目的のためには＋２０　”０以下又
は２００℃以上で重合を行うことも可能である０強化材
料である連続繊維は、その用途に応じて炭素繊維、アラ
ミド繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維
、スチールワイヤ、アモルファス金ＦＡｍ維及び／又は
それらの混合物が、クロス、スリーブ、ロービングの状
態で用いられる。

連続ｍ維及び／又は長繊維は、例えばパイプ状構造材料
を製造する場合は中芯のまわりに必要量巻きつけたり、
スリーブとして中芯のまわりを被覆したりして、モール
ド内に設置される。ブロック状の製品を得る場合は型内
に予め配置しておけばよい。

本発明ではモノマーキャスティング法を用いているため
、成形加工性を考慮した分子量の制約もなく、高分子量
のポリアミド樹脂が得られるので、強度１弾性率、熱変
形温度も高い、そのため構造材料の厚さもうすく出来、
軽量化が図れる。

なお、長ａｍで熱可塑性樹脂を補強した材料としていわ
ゆるスタンパブルシートがあり、ナイロン系のものとし
て例えばナイロン樹脂と連続ガラス繊維マットからなる
シートが考え、られるが、この種のスタンパブルシート
を用いて所望の形状の成形品を得る場合は１次のような
問題点がある。

すなわち、スタンパブルシートを成形材料として用いる
場合は、型外で加熱溶融させた原反を取り扱う必要があ
るが、この時の温度は２００〜３５０℃の高温であり、
かつ溶融状態の原反は軟らかくきわめて取り扱いにくい
、又、遠赤外線を用いる加熱装置等が必要であるので設
備コストがかかる。

さらに、成形時のプレス圧力が１００〜３００　ｋｇ／
Ｃ烏２と高く、金型等の設備費用が高い、しかも、成形
品の表面に補強用の繊維が浮き出したり、素材を加熱す
る際にまき込んだエアが成形時に逃げきれずに残ったり
して表面の仕上りが悪い、又。

薄肉で複雑な形状のものは成形が困難である。

したがって、モノマーキャスティング法による本発明の
方がはるかに優れたものと云える。

又、本発明においては、もともと脆い熱硬化性樹脂に比
し、著しく強靭なポリアミド樹脂を用いることになるの
で１強化繊維の量も少なくてすみ、特に連続繊維及び／
又は長繊維を用いることで更に一層の強化と強化繊維の
減少が図れ、経済性と軽量化が同時に可能となるのであ
る。又、マトリクス樹脂に用いているポリアミド樹脂の
すぐれた振動減衰特性も１強化繊維の量が少なくてすむ
ことから、より顕著となり軽量で耐久性、外観性にすぐ
れたラケットフレーム、球技用シャフトその他の構造材
料が得られるのである。

（実施例１） 第１図に示すように、ＳＵＳ製のマンドレルｌのまわり
にカーボン繊維２を軸方向に２５１１の角度をなすよう
に編んだものを重量％で３５％となるような量で配置し
、モールド内に設置した。この際、ジヨイント部３にお
いて曲げ変形時に応力集中を起こす位置にＲをもたせ、
面接触となるようにするとともに、凹凸部分にテーパを
施し、第２図に示す従来の直角断面のジヨイントで破壊
を生じやすかったＡ、Ｂ部の肉圧を厚くとれるようにし
た。このモールドを１５０℃で加熱し、次に真空ポンプ
を用いてモールド内をｌｍｍＨｇまで減圧した。　　ｔ
ｏｏｒのε−カプロラクタムを１見のフラスコ中で窒素
置換しながら１３０　”０に加熱溶融し。

０．２１ｇのＮａ　Ｈ（５０％油性）を加え完全に反応
溶解させた。同時に他方のｌｆＬのフラスコ中に１００
゜のε−カプロラクタムを秤取し、同様に窒素置換しな
がら１３０℃に加熱溶融したＳｏ、ｔ３ｇのＮ−７セチ
ルー（カプロラクタムを加え完全に溶解させた。前記モ
ールド内に前記ラクタム混合液を同時に注入し、３０分
間　１５０℃に保った。これを８０℃のオイルの中で２
時間アニールした後浦腸水中で３時間加熱した。

これにより、軽量性、曲げ弾性１曲げ強度のすぐれた構
造材用パイプ４が得られた。−（実施例２） 第３図に示すように、ジヨイント部３の四部の外径を大
キくシてジ、インド部の強度アップを図ったこと以外は
実施例１と同様に行なった。

これにより、実施例１の場合と同様に軽量性。

曲げ弾性、曲げ強度にすぐれ、かつ、ジヨイント部が補
強された構造材用パイプ４が得られた。

（実施例３） 第４図に示すＳＵＳ製のマンドレル１のまわりにカーボ
ン繊維２を軸方向に２５°の角度をなすように編んだも
のを重量％で３５％となるような量で配置し、モールド
内に設置した。このモールドを１５０℃で加熱し、次に
真空ポンプを用いてモールド内をｌ■ｓＨｇまで減圧し
た。　　１００ｇのε−カプロラクタムをＩｌｌのフラ
スコ中で窒素置換しながら１３０℃に加熱溶融し、　０
．２１ｇのＮａ　Ｈ（５０％油性）を加え完全に反応溶
解させた。同時に他方の１１のフラスコ中に１００ｇの
（−カプロラクタムを秤取し、同様に窒素置換しながら
１３０　”Ｃに加熱溶融した後０．１３ｇのＮ−７セチ
ルーε−カプロラクタムを加え完全に溶解させた。前記
モールド内に前記ラクタム混合液を同時に注入し、すば
やく蓋を閉めて３０分間１５０　℃に保った。

これによって中空パイプ状のゴルフクラブシャフト５が
得られた。

次に第４図の先端部６にパーシモンヘッドを、グリップ
部７にラバーグリ−２プをつけて製品とした。実際にゴ
ルフポールを実射した時の耐久性は問題はなかった。

（実施例４） 第５図に示すように、シャフト５の一部（Ｐの部分）の
肉厚を他の部分よりも小さくしてカーボン繊！ｉ２を配
置したこと以外は実施例３と同様に行なった。

Ｐの部分の位置を先端６側あるいはグリップ７側に変え
ることにより、キックポイントの位置が自由に設計でき
た。

（実施例５） 繊維角度が１５°である以外は実施例１と同様なモノマ
ーキャスティング法により炭素繊維の量を種々に変えて
本発明の構造材料を製造した。

このようにして得られた構造材料について曲げ弾性率、
曲げ強度、疲労特性、耐熱性、破壊エネルギーを調べた
結果は、第６図、第７図、第８図、第９図、および第１
表、第２表に示す通りであった。これらの図においてＡ
は本発明品を、Ｂはエポキシプリプレグ材料を、Ｃは短
繊維（炭素）強化材を用いたポリアミド樹脂系材料を、
Ｄは市販のエポキシプリプレグ材料からなるテニスラケ
ットフレームを、またＥはポリアミド樹脂／短繊維（炭
素）系のテニスラケットフレームをそれぞれあられす、
Ｂ以下はいずれも比較例である。

これらの図中、第９図は破壊強度に対する疲労応力値の
割合を縦軸に、負荷サイクルを横軸にとってあられした
もので、Ａはモノマーキャスティング法で成形した本発
明の構造材（炭素繊維）を、Ａ′は強化材として連続ガ
ラス繊維マットを用いたナイロン樹脂からなる複合材料
（スタンパブルシート）をそれぞれあられす。

なお、試験条件は１曲げ弾性率、曲げ強度が繊維角度±
１５°で、テスト速度２．５ｗ＋ｍ／■ｉｎの３点曲げ
試験による。スパン間隔は　１００■層、テストピース
寸法は４（厚）ＸＩＯ（巾）Ｘ１５０（長）脂層であっ
た。また、疲労試験は、応カ一定で周波数ＩＨｚの３点
曲げ疲労試験による。繊維は角度は±！５°、テストピ
ース寸法４（厚）ＸＩＯ（巾）Ｘ１５０（長）■、スパ
ン間隔８０層■で耐久限を１０５回とした。

破壊エネルギーは曲げ強度と同じ条件で行なった。耐熱
性は室温での剛性率（Ｅ　２０）より　ｔｏｏ”ｃ（Ｅ
　１００）オよび　１５Ｇ”０　（Ｅ　ｔ５０）テ（７
）剛性率の保持率（Ｅ　１００　／　Ｅ　２０　、　Ｅ
　１５０　／　Ｅ’２／’０）を求めた。上記各試験に
用いた装置は株式会社インテスコ製のＴＹＰＥ　２０５
０であった。

さらに減衰性能は、繊維角度±１５°の４（厚）ＸＩＯ
（巾）Ｘ１５０（長）脂層の材料を糸で吊るし、インパ
クトハンマで衝撃を与え加速度ピックアップで加速度（
α）を測定してα／Ｆを周波数解析した。

減衰比（ζ）の計算は、ＹＨＰ！ＩＩＩ社製ダイナミッ
ク　アナライザー３５Ｂ２Ａを用いて行なった。

すなわち、上記α／Ｆを周波数解析し、第１０図から次
式によってζを求めた。

ζ＝　（１／２）Ｘ　（Δω／ωｎ） Ｔｏ＝Ｔｎ　／　　２ その結果は、ナイロン樹脂（ＵＸ−２１を加熱重合させ
たもの）で強化繊維を含まないものが０．０５５８゜表
面処理を施さない炭素繊維を含むもの（繊維角度１７°
）が０．０１０７、ナイロン系表面処理剤で表面処理を
施した炭素繊維を含むもの（ｍ維角度１２°）が０．０
１３５、表面処理を施さない炭素繊維を含むもの（繊維
角度１９’）が０．０１２２．ナイロン樹脂（ＮＹ８８
）で炭素繊維を１５％含むものが０．０２３０、同３０
％含むものが０．０１５９．エポキシ樹脂で炭素繊維を
含むものが０．００９８、市販のラケットフレーム（Ｍ
　ａｘ　２００Ｇ　ＰＲＯ）から切り出した試片が０．
０３２３であった。

これらのデータかられかる通り、本発明にかかる構造材
料は、強度、耐熱性、疲労特性等積々の面ですぐれたも
のである。

（実施例６） 合成樹脂チューブであるナイロンチューブのまわりに、
炭素繊維の編組したものを重量で４５％芳香族ポリアミ
ド樹脂（商品名ＫＥＶＬＡＲ４９）のクロスを重量％で
１Ｇ％となるような量で巻きつけてミツドサイズテニス
ラケットフレームのモールド内に設置した。このモール
ドを　１５０℃で加熱し１次に真空ポンプを用いてモー
ルド内を１＊＊Ｈｇまで減圧した。　　３００ｇのε−
カプロラクタムをＩＣのフラスコ中で窒素置換しながら
　１３０℃に加熱溶融し、０．８４ｇのＮａ　Ｈ（５０
％油性）を加えて完全に反応溶解させた。同時に他方め
１−８のフラスコ中に３００　ｇのε−カプロラクタム
を秤取し、同様に窒素置換しながら　１３０℃に加熱溶
融した後０．４ｇのＮ−アセチル−εカブラクタムを迦
え完全に溶解させた。前記モールド内に前記ラクタム混
合液を同時に注入し、すばやく蓋を閉めて３０分間　１
５０℃に保った０次にその芯部１６にウレタン発泡体を
充填し、シャフト部ｔａｂにグリップをつけて第４図に
示すような製品とした。このテニスラケットフレーム１
０はヘッド部１０ａとグリップ部１０ｂとをそなえ、製
品重量は３２５ｇであった。このフレーム１０にガツト
を張ってプレーした時の耐久性に問題はなかった。

第１６図にこのラケットにガツトを張ったものの振動減
衰特性を示す、第１８図は本発明によるものであり、第
１３図に示す断面を有し、上記の如く、芯部１６に充填
したコアーは発泡ウレタン、１５はナイロンチューブ、
１４は表面の樹脂層（ナイロン）であり、基材１３の繊
維としては、炭素繊維の含量４５％と含量１０重量％の
芳香族ポリアミド樹脂（商品名ＫＥＶＬＡＲ４９）の連
続フィラメントのスリーブを用いたものの振動減衰波形
をあられす。

また、第１２図および第１５図は比較例であって、発泡
ウレタンをコアー１２とし、その外側の部分１３が炭素
繊維の連続フィラメント７０重量％を含むエポキシ樹脂
を加熱加圧によって硬化して所要の形状にモールドした
ものであるラケットの振動減衰波形をあられす、　１４
は樹脂層（エポキシ樹脂）である、このラケットの重量
は３４０ｇであった。

振動減衰波形は次のように求めた。すなわち、第１４図
に示す如く、ヒモに吊るしたテニスボール１７を、同じ
くフレーム打球部（ヘッド部１０ａ）を上にしてヒモに
吊るしたガツトを張ったラケット８の打球面に中心に図
のように自然落下させて当てた時の振動の減衰を、グリ
ップ部にアルミ板２０を介在させて取り付けた加速度計
１９で受信し、それをブラウン管上で振動減衰波形とし
て観察した。

このようにして得られた第１５図、第１６図の減衰波形
から、第１７図にもとづいて次式で減衰比ζを計算した
。

減衰比を計算したところ、第１５図のものが０．０２２
２であるのに対し、第１８図のものは０．０５８２であ
った。これらのデータから分かる通り１本発明品は従来
品に較べて振動減衰特性がきわめてすぐれたものである
。

（実施例７） 東しＡＱナイロン（Ａ　−７０）の０．５％メタノール
溶液で表面処理した炭素縁＃ｎ（強化材）に、ＵＢ　Ｅ
＋ナイロン　Ｉ　Ｍ　（ＵＸ−２１）　（Ｆ）Ａ成分（
アルカリ触媒を含むカプロラクタム）、Ｂ成分（プレポ
リマーを含むカプロラクタム）を窒素置換しながら９０
〜１００℃で加熱溶融し、Ａ、Ｂ両成分を素早く混合し
、１０分間１５０℃に保った。

このものを用いて上記実施例６と同様なラケットフレー
ムを製造した。得られたラケットフレームは実施例６の
製品と同等以上の成績を示した。

（実施例８） 強化繊維として炭素繊維が３０重量％となるようにクロ
スを用いたこと以外は実施例７と同様に行なった。フレ
ームのヘッド部肉厚は　！、５■鵬（平均）であった、
このラケットフレームの樹脂の固有粘度［η、１は３．
０７であった。（溶剤ｍ−クレゾール；　Ｉ’３０３（
＋７による）。

（実施例９） 炭素繊維が重量で７０重量％であることと、フレームの
打球面の面積がミツドサイズの　１７０％増加しており
、フレームのヘッド部肉厚が実施例８に比し最大でｌａ
ｍ厚さになっていること以外は実施例８と同様に行なっ
た。

［発明の効果］ 本発明にかかる構造材料は、マトリクス樹脂として脆い
熱硬化性樹脂を使用せず１強度的にすぐれたポリアミド
樹脂を使用し、しか、もこれを連続繊維及び／又は長繊
維強化材で強化するので、軽量性、強度、曲げ弾性率、
振動減衰特性等にすぐれた構造材料を得ることができた
。

この構造材料は、第２の発明にかかる製造方法、すなわ
ち予め繊維強化材を所定の形状となるように配設してお
き、これにマトリクスとなる樹脂を七ノマーキャスチン
グ法によって添加する方法で製造することができるので
、成形が容易で種々の形状に成形することができる。

従来の繊維強化複合材料は、強化材を予め樹脂に混合し
ておき、これを成形するプリミックス法によって製造さ
れていたので、複雑な形成への成形が一般に困難であっ
たが、これに較べて本発明品は上述の如く成形が容易で
設計の自由度が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の実施例をあられす断面図、
第６図および第７図は弾性率と曲げ強度をあられすグラ
フ、第８図と第９図は疲労曲線をあられすグラフ、第１
０図は減衰比の計算方法の説明図、第１１図はテニスラ
ケットフレームの正面図、第１２図は従来品の断面図、
第１３図は本発明品の断面図、第１４図は減衰特性試験
方法の説明図、第１５図および第１６図は比較例と実施
例の減衰波形をあられすグラフ、第１７図は減衰比の計
算方法の説明図である。 ｌ・・・マンドレル　　１０・・・ラケットフレーム１
０ａ・・・ヘッド部　　１０ｂ・・・グリップ部特許出
願人　　住友ゴム工業株式会社 代理人　弁理士　　菅　原　弘　志 第１図 第２図 第４図 第６ｍ ｄｋｒｒ’ＪＩ）１手（ｋｇ／ｒｎｒｒ＋”）膚棗頃趙
４１量　（Ｗｔ　％） 第７図 曲１丁強度（ｋｇ／ｍｒｎ”） ＭｌＨｋＲ＊＊ｔ　（ｗｔ％］ 第１０図 第１７図 第１１図

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続繊維及び／又は長繊維強化材で強化されたポ
   リアミド樹脂からなる構造材料。
2. （２）繊維強化材がアルコール可溶性、水溶性又はアル
   コールおよび水の両方に対し可溶性のナイロン表面処理
   剤で表面処理された特許請求の範囲第１項記載の構造材
   料。
3. （３）ポリアミド樹脂の固有粘度［η］が１．８以上で
   ある特許請求の範囲第１項又は第２項記載の構造材料。
4. （４）ポリアミド樹脂が重量比で１０〜８０％の連続繊
   維強化材及び／又は長繊維強化材を含有している特許請
   求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の構造材料。
5. （５）構造材料が棒材である特許請求の範囲第１項から
   第４項までのいずれかに記載の構造材料。
6. （６）構造材料がテニスラケットである特許請求の範囲
   第１項から第４項までのいずれかに記載の構造材料。
7. （７）連続繊維及び／又は長繊維強化材で強化されたポ
   リアミド樹脂からなる構造材料を製造する方法であって
   、連続繊維及び／又は長繊維の強化材を予め所定の形状
   となるように配置し、型入れした後、重合触媒と開始剤
   を含む溶融したω−ラクタム類を型内に注入し、これを
   加熱によりポリアミド樹脂とするモノマーキャスティン
   グ法を用いて構造材料を形成することを特徴とする構造
   材料の製造方法。
8. （８）繊維強化材をアルコール可溶性、水溶性又はアル
   コールおよび水の両方に対し可溶性のナイロン表面処理
   剤で予め表面処理しておく特許請求の範囲第７項記載の
   構造材料の製造方法。
9. （９）構造材料が棒材である特許請求の範囲第７項記載
   の構造材料の製造方法。
10. （１０）構造材料がテニスラケットフレームである特許
    請求の範囲第７項記載の構造材料の製造方法。