WO1986007001A1 - Structural material and process for its production - Google Patents

Description

明 細 害 ， 梅造材料 お よ び そ の髮造方法 ilf 分 野

こ の発頃 ほ 、 テニ ス 、 ス 力 ， 、ン ュ 、 パ ド ミ ン ト ン等 の ラ ケ ッ ト フ レ ー ム 、 テ ン ト フ レ ー ム用 ボ ー ル 、 構逸材用 バ イ ブ 、 埋教土管 ， ブ Β ッ ク 、 釣竿 等 に使用 す る に適 し た機造材料 お よ び そ の製法 に

51す る も の で あ る ， 背 景 技 ^ F

従来、 建材 、 ス ボ ー ッ 用具等 の櫧造材料 と し て 使用 さ れ て き た繊爐強化複合材料 に は ， 熱可塑性 樹脂 を マ ト リ ク ス と し 、 こ れ に 短繊艫饞化材 も 添 如 し た材料や、 熟硬化性 ¾胞 * マ ト リ ク ス と し て こ れ に： g繊艙饞化材 も铕加 し た材料が あ る ·

し か し な が ら 、 こ れ ら の 豺 料 は そ れぞれ 成 形 性 、 強度、 龃熱性 、. 鍊労特性等 の点 で W下 に示す よ ラ な茼 ¾点がぁ リ 、 ょ リ す ぐれた m 強化複合 材料 に 封す る 要望が魏か っ た，

例 え ば 、 登 山用 テ ン ト の ボ ー ル と し て 、 近年彍 化 ブ ラ ヌ チ ク i の ボ ー ルが市 裼 に ώ つ つ あ る が、 こ れ に は以下 に述べ る よ ラ な 阇題点がぁ リ 、 ま だ レ ジ ャ 一 テ ン ト 等の比 ^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 、 れ ら醮化 プ ラ ズ チ ッ タ 製 ボ ー ル の 構 は 、 瘋化繊歲 と し て ほ ガ ラ ス 、 カ ー ボ ン 、 劳 香族ボ リ ア ミ ト * 、 マ ト リ タ ス と レ て は ボキ 、ン 、 ボ >； ェ ズ テ ル等 の 熱硬 ^性 « 腸が用 い ら れ て い る ， ま た に¾化プ ラ ス チ ッ ク 性ポールの製法 と レ て最 も よ く 用 い られて い る の は 、 ガ ラ ス繊雄 に ポ リ ス テル樹脂 を 垂浸 さ せ * 速練的 に硬化槽の へ導い て硬化 さ せ る 、 い わ ゆ る Γ引 抜 き パ イ プ J 整法 で あ る ， 繊維 も 糖方向だけ で な く F Z W工程 を 入れた り 、 芯材 あ る い ほ被覆材 し て A B S 樹 脂 *の熱 塑性樹脂も用 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 シ等の熱硬化性秦 ffi.であ る *

し か し なが ら 、 こ れ ら熱硬化性樹脂ほ も と も と 膿 く 、 テ ン ト ボ. 一 ルの よ う に大 き く 曲 げて使用す る 場合， 折れやすい と ぃ ラ 欠点が あ た， ま た、

«覆時 の わ み aが大 き く * る よ に «性 も 低 く す る と 、 居住性， 謝風圧の点で、 阇 aが生 じ る · ' 特 に 、 数木の ボ ー ル を接抹 し て使用 す る場合 に ほ ジ _s ィ ン ト 都に応カ集中が ¾ こ リ 、 被璣の大半は ジ 《 イ ン ト 部で生 じ る · し か し な が ら 、 連統引 抜 き 製法 では モ の新面が一様 な こ と か ら 、 ジ ₃ イ ン ト 都だけ を一体的 補強す も こ と は困難で あ る * ま 、 製法の場合、 ¾雑 な ジ 》 イ ン ト 形状 ゃ 外 毪 も 変 化 さ せ た リ す る と が困驗 で あ y 、 テ ー ブ ラ サ ビ ン グ の 不 均一性 に 起因 す る 寸 法精 度、 性饞のバ ラ ツ ギ等の豳 »が大 き か っ た ·

—方、 ゴル フ ク ラ プ シ ャ フ ト の素材 と し て使用 れ て い る 繊纖強化 ブ ラ ス チ ， ク の梅成は、 ¾化 緻雄 と し て は カ ー ボ ン 、 ガ ラ ス ， 劳番放 ボ ひ ア ミ > ボ ロ ン等が用 い られ、 樹幽マ ト リ ク ス と し て は エ ^ キ シ ポ リ エ ス テル等 の熱硬化性樹牖が用 い られ て い る ， い ずれ も金嵐錶の 、ン ャ プ ト に 比べ 軽 aで あ る こ と も 主 な特徼 と レ て お り 、

Φ ゴル フ ァ ー の ヌ ウ イ ン グ時 のへ タ ド ス ビ ー が坩加 す る

非力 な ゴル フ ァ ー で も * に ズ イ ン グ で き る と い ラ メ リ ツ ト が あ る ，

こ の種の シ ャ プ ト の製法 と し て ほ次の 2 種麵 に 大別 さ れ る ，

(1) フ ィ ラ メ ン ト ク イ ン デ イ ン グ （ F W) 法 速總 フ ィ ラ メ ン ト に 樹胞 も 舍浸 し 、 マ ン ド レ ル上 で軸方向 に所定 の角度 っけ な が ら 春い て ゆ く ·

(2) シ ー ト ワ イ ン デ イ ン グ法

あ ら か じ め樹脚 も « し た ク O ス を マ ン ド レ ル に 卷 き つけ る ，

(1) ,(2) と も 、 マ ン ド レ ル上 に成形 し た後、 熱 収線テ ー プ に よ り ラ " ビ ン グ し て硬化垆 の 中 で焼 成す る ·

し か し が ら， こ.の よ ラ 法でほ ， 材料成形 時の寸法精度が充分でほ な く 、 レか も ラ ッ ピ ン グ し た テ ー プの铯付力 に硬化眸の庄力 も伕存 し て い る こ と か ら 、 製 I» の寸法 精度 に K界 が あ る · ま た 、 ラ ビ ン グテ ー プの眯が » a上 に残 る た め 、 セ ン タ レ ス ー グ ラ ィ ダ —等で表面 も パ フ 仕上げす る の で表面の繊維が一部削 られ る 点が あ る · ま た 、 «雑 な形状や丼柽 も 非速貌的 に変化 さ せ た り す る と も 困難 で あ. リ 、 設計 自 由度の制的が大 き い ， ざ ら に 、 エ ポ シ 、 ボ リ ヱ ス テ ル等 の熱硬化 性櫞滕は も と も と » く _t イ ン パ ク ト 睥 に折 も危 険性が大 き い と い ラ 簡 a点が あ る ·

さ ら に * 球技用 の ラ ケ タ ト フ レ 一 ム 用 の纖歲強 化 ブ ラ ス チ ッ ク の樣成 と し て は次の 2 種類 の も の が知 ら れ て い る *

( 1 ) 逭 維 z樹賸マ ト リ ク ズ系

( 2 ) 短櫞雜又 は チ s サ プ ド プ ア ィ バ — Z樹脂 マ ト リ ク ス系

こ れ ら の う ち （i ) に示す も の は ， 樹豳マ ト リ ク ス ど し て ヱ ボ ギ 、 ボ u エ ス テ ル あ る い は フ エ ノ ー ル系 の熱硬化性樹膽が用 い られ、 そ れが フ ィ ラ メ ン に含浸 され加熱及び加庄 に よ 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 、 化部材が樹脂マ ト リ ク ス 中 に ラ ン ダ ム に分欲 さ れた鍊ぃ不速 iK5長の 繊維強化部おか ら な る タ イ ：/で あ 9 こ の樹雎ほ 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 ほ （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 ti ン 、 ボ リ カ ー ボ ネ ー ト 、 ボ リ フ エ 二 レ ン オ ギ サ イ ド 、 ァ セ タ ー ルお よ び そ の他の工業用 サ一 モ ブ ラ ズ チ ッ ク ヌ と 呼 ばれ る も の が あ げ られ る ， 成形法 と し て ほ主 に射 出成形法 に よ っ て作 ら れ る ，

— 方 、 ラ ケ ッ ト に赛求 さ れ る 特性 と し て 、 通 例 、 論 «1性、 剛性、 及 び反摻力が あ げ られ る ， 強 靱性に つい て ほ 、 （1 ) は マ ト リ ク ス 樹 ABの靱性が 劣 る た め 、 高細 な炭素繊維等の狻化纖雑 を通常 80 〜 70¾是％用 い る d と に ょ 必要 な稱性 を得 る の が 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 プ レ ^ ム の ラ ち截化 プ ラ ヌ チ'.ツ ク を 用 いた も の に つ い て は 、 ほぱ 100% C の襞法が揉用 さ れて い る ，

(2) に つ い て は 、 通 常成形 加 工性 、 特 に イ ン ジ ク シ ン時 の 特性 を寿慮 し て マ ト リ タ ス 樹脂の分子 ¾ は低 く 押え ら れ て い る · 义 、 繳維舍 最 も 30重量％程度 で ぁ リ 、 し か も 繊鐘長ほペ レ ト 化 し射 出成形 された後 1 露震以下 （0·2〜 0.3屬靂）と な っ て い る こ と が多い · 分子量 の高 く な いマ ト リ ク ズ 榭脂であ る と と 、 截化繊雄の長 さ も 著 し く 短いた め ， の梅成に よ る 機械的磯度の 向 は望 め ない， モ のた め ガ ト も 張 た状簾で車の ト ラ ン ク ル ー ム に収納 さ れた と き 、 も の内部 度が 80 で も超 え る と 変形 し た 、 使用中 に折援 し た リ ナ る 可能性ほ大で あ る ·

こ ラ レ た欠点 を補 ラ た め に は 、 必然的 に ラ ケ タ ト プ レ ー ム を厚肉 と し ければ な ら な い ， 隶最 的 に は重 く な る の で 、 あ ま り 実用的 では ない · ズ、 近年 レ ジ ャ ー と し て の ス ポ ー ツ が接ん に な る に つ れ 、 ス ー ツ 陣 害 対 す る ffi慮 が必 鋈 と な っ て き た《 例 えば * あ る ァ ン ケ一 ト で は硬式テ = ス プ レ ー ヤ ー の約 1 / 3 が Γ肘が痛 く な ゥ たこ と があ る J と 答え て い る · 通常テ = ズ エルボ ー と い わ れ 、 ブ レ ー も レ て い る M に 特 に 誘 因 な く 7 ケ ト も 持 つ傅 の 財が痛 く な つ て し ま ラ の で あ る ， 吸収性の劣 る ラ ケ y ト は、 一被的 に 打 * 睁に'モ の攘動が肘 に伝わ っ て上臃骨上親 を 痛 め る の で あ あ と 思われ る · 現在 ラ ケ ト フ レ ー ム 素材 と し て 主 流 と な っ て い る 上 に げ た ¾ 抹 ク イ ラ メ ン ト /機臜マ ト ク ス ^ では 通常用 い ら れて い る ェ ボ キ シ樹豳やポ リ エ ス テル樹脂は街 *吸収性が劣 る こ と や樹脂の籾性が劣 る こ と と 、 曲 げ 性率.も 高め る た め 力 一 ボ ン フ ァ ィ パ 一 の よ ラ な 性 の ^ い織錄の合量 も 80〜 70童 ϋ % と く せざる も得ないため權勳特性が劣る も の と 考え & れる *

なお、 ^ ィ ン系 用 いた工業材料に 68す る文献 と して， ftえば Γナ イ ti ン R I M デべ C1 プ メ ン ト フ * ァ ォ — ト モ一 テ ィ プ ポデ ィ ノ《 ネ ル ス j ( s A ε テ ク ニ カ ル ぺ バ ー 、ン リ ー ズ 850157 ; 1988年） 、 「 ナ イ Ο ン & H I M J ( 1385 ア メ リ カ ン ケ ミ カ ル ソ サ イ ァ テ ィ ） 等がぁ リ ， れ ら の他に も末编ア ミ ンポ リ エ — テル ！ I I Mに 88する （ S A E テ ク ュ カ ル ぺ 一ノ、，一 シ リ ー ズ 850155； 1985年） の S3 や， ァ メ リ 力 に おける R I Mの将来に Mする 、 ァ メ リ ；^ ン ケ ミ カ ル ソ サ イ ァ テ ィ ' （ 1985年：） の記 拿、 R I Mモ ノ ザ ギ ャ ス テ ィ ン ダに閱す る 「 プ ラ ステ イ ク ス テ ク ノ ロ ジ ー ； 1385年 5月号 J の 瓤事等があ る が、 いずれの文 ^に も長 雄補邇 £ に B8する 誔載ほ ない ·

*発明は、 上 ¾褰情に繳みてな された も ので、 Hit性、 ¾度， 曲げ 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 « ί&材料 t撮供す る こ と も 目 的 と レ て い る 》 発 明 の 開 示

本発明 にかかる稱逸材料 （第 1 の発明） ほ、 速 mm維及び /又 は長纖雄 ¾化材で嬢 ^ された ボ リ ア ミ 樹） isも 素材 と し て形成 さ れて い る こ と も特 徼 と し てい る · ま お、 木癸明 に かか る種造枋料の 製造方法 （第 2 の究明） は、 速統繊雄及びノ又ほ »雄 ¾化お で強化 さ れ fc Tl? リ ア ミ ト' «胞か ら る 稱造材料 集逸す る 方法であ っ て 遽 繊紘及 び /又 は長繊維の戆化材 も予め所定の形状 と な る ょ ラ に S し 、 型スれ し た後， 童合 M鍵 と 開始麴 も含む溶黢 し た 》 ラ タ タ ム 鎖 も塑内 に注入 し 、 こ れ を 加熱は よ リ ボ リ ア ミ ド樹脂 と す る モ ノ マ ー ギ ャ ズ テ ィ ン グ法 を用 い て機造材料 を 形成す る こ と を 特锒 と し てい る ，

本発明 に おい て用 い る モ ノ マ ー であ る ー ラ ク タ ム ほ 、 ct ー ビ ロ リ ド ン 、 《 — ビペ リ ド ン 、 《 — カ プ d ラ ク タ ム 、 ω —ェ チ ン ト ラ ク タ ム 、 6 — 力 プ リ ラ ク タ ム 、 一ペ ラ ル ゴ ノ ラ タ タ ム 、 ω — デ カ ノ ラ ク タ ム ω — ゥ ン デ カ ノ ラ タ タ ム 、 » — ラ ウ ' Β ラ ク タ ム あ る い ほ れ ら の c 一 ア ル ギル ¾ 換 ー ύ> ー ラ ク ラ ム 、 び に こ れ ら の二種以上の ω ー ラ ク タ ム の涯合物等が挙げ られ る ， し か し ェ 的 に有利 な ラ ク タ ム は β — カ ブ d ラ ク タ ム と 《 — ラ ウ ti ラ ク タ ム であ る · 又 、 _ω — ラ タ—タ ム 類は必 寮 に応 じ て改煑成分 （ ソ ： 7 ト 成分 も 舍 む こ と が で き る ， .

ソ プ ト 成分は分子中 に 使用 す る 開始剤 と 反おす る'食 « Sも * し 、 しか も T » の低い牝杏 で通常 ¾饑 も *す る リ ー テルや被状 リ プ タ ジ ュ ン な どが使用 さ れて い る ·

*宪明 で使用 さ れ 'る 市讓の康料 と し て ほ 宇都 興康 1)¾の チ イ a i R I MJl料 ftえ ば ϋΧ— 21等が あ る ， ί:れ は アル カ リ Μ媒 と カ プ ロ ラ タ タ ム か ら な る Α成分 と 、 ソ フ ト 成分 を含 む プ レ ボ リ ザ と カ ブ 口 ラ ク タ ム か ら な る B成分 と か ら構成 さ れ て い る ,

又、 太発明 に おい て使用 さ れ る ァ オ ン重合触

¾1 と し て は ， 水素化士 ト リ ウ ム N a Hが好 ま し い が 、 そ の 他 め ナ ト リ ウ ム 、 カ リ ウ ム 、 *素化 リ チ ゥ ム 等の公知 の ω — ラ ク タ ム の S合 鍵 も 使用 す る *が で き る ， そ の添加量ほ 》 — ラ タ タ ム に対 し て 0 , I 〜 5 · 0 モル％ の纏囲が好 ま し い ·

又 、 重合開始剤 と し て は 、 N — ァ セ チル ー β — 力 プ ロ ラ タ タ ム が用 い られ る が、 そ の他の ト リ ア リ ル イ ソ 、ン ァ ヌ レ ー ト 、 Ν —蠹換エ チ レ ン ィ ミ ン 誘導体、 1 , 1 '一 カ ル ボ = ル ビ ス ア ジ ジ ン ， ' ォ キ サ ゾ リ ン誘導体、 2 — — プ - ニル ペ ン ズ ィ ミ ド イ ル：） ァ セ ト ァ - リ ド 2 — Ν — モ ル ホ リ ノ ， シ ク ロ へ ギ セ ン 一 し 3 -ジ カ ル ボ ギ サ リ ド等 や既 に 公 知 の イ ソ 、ン ァ 士 ト 、 カ ル ジ ィ ミ ド等 の化合物 を も 用 い る こ と が出来 る · こ れ ら童合！ § 始繭の添加 ϋと し てほ 、 ω ラ ク タ ム の量 に対 レ て Q.05〜 1.0 モル の範囲内に あ る こ と が望ま し い， 又， モ の糠加する方法 と してほ、

(A) ァ オ ン S合 媒も舍む " — ラ ク タ ム液に 直接镞加谌合する方法

(B) ァ ォ y S合.触媒も含 む 《 - ラ タ タ ム « と 、 童合醐始铀も含む ω ラ タ タ ム被も爨合 す る方法 '

(C) 予め S体状または液状の 0» — ラ ク タ ム にァ オ ン重合 *鍵 と共に问時に添加 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 ¾度ほ一般的にほ 120 乃至ほ 200 が 好 ま し いが、 特別 Φ 目 的のためには 120 で以卞又 は 200 で以上で重会も行 ラ こ と も可能であ る · 養 化封料であ る速統繊 iltは、 モ の用途に Jg じ て崁素 織維 、 ァ ラ ミ ド繊癱、 ガ ラ 繊艫、 ア ル ミ ナ纖 維 、 JK化 ケ ィ 素繊維 τ ス チ ー ル ワ イ ヤ 、 T モ ル プ ア ズ金嵐 » ； &ぴ 又は それ らの »合 が、 タ a ズ 、 ス リ ー プ、 口 一 ビ グ の状態 で用 い ら れ る *

遍統繊緣及ぴ Z又は長織維.は、 例えばパ イ プ状 構造材料も癭造する場合ほ中芯の まわ U に必要 ϋ 卷 き つけた リ ， ス リ ー プ と し て中芯の ま わ も棱 覆 した リ し て、 ¾— ル 内に設 Sされ る， ブ ci ， ク 状 の & を傅 る場合 は型内 に 予め satし-て おけ ば よ い ·

；*：発明 ではモ ノ マ ー キ ヤ ズ テ ィ ン グ珐 *用 い て い る た め、 成形加工性を 考慮 し た分子量の翻的 も な く 、 高 分 子量 の .ボ リ ア ミ ト' 樹 脂が得 られ る の で ， 濂度 、 ^性搴、 熟变形穗度 も 高い， そ のため m 材料の厚 さ も ラ オ く 出来 轆量化が 0れ ¾ , な お 、 長繊維で熟可塑性樹臛 も補教 レ た材料 と し て い わ ゆ る ス タ ン パ プル シ ー ト が ぁ リ 、 チ イ CI ン系 の も の と し て « え ばチ イ e i 樹脂 と ¾ «|ガ ラ ヌ繊維マ ト か ら な る 、ン ト が者 え られ る が _t こ の種の ス タ ンパ ブル ー ト を用 い て所望 の形状 の 成形品 を得 る.場合は 、 次 の よ ラ な商 a点があ る 》 す なわ ち 、 ズ タ ンパ プル シ ー ト も 成形材料 と し て 用 い る 場会は 、 瞿外で加熱港 ¾ さ せた «反 を 取 リ 扱 ラ 必要が あ る が、 こ の時の濠度ほ 200〜 350 で の高 »で あ リ 、 かつ溶 Λ状態 の屎反は軟 らか く き わ め て取 リ 扱 い に く い， X 、 遠赤外緩 ft用 い る 加 熱褰 S等が必賽であ る の で設備 コ ス ト がかかる * さ ら に 、 成 形時 の ブ レ ス 圧力 が 100〜 300 kg, c鍾 z と ¾ く 、 金型等の設儀資用が高い， し か も 、 成形品の表面 に補髗用 の繊緣が浮 き 出 し た 9、 素 材 を 加熟す る 肇 に ま き 込んだ エ ア が成形時 に げ き れずに 残 っ た リ し て表面 の仕上 り が い · 又、 薄 肉 で複雑 な形状の も の は成 ^が困難で あ る ， したが っ て、 モ ノ マ— キャ ステ ィ ン ダ法に よ る *発明の方がほ るかに観れたも のと云える ·

又、 発明 においては、 も と も と腹い熱硬化性 *脂に比 し、 著 し く 醮 ポ リ ア ミ ド樹胞を用い る こ と に な る の で、 養,化編膽の最も 少な く て す み、 特に遑錄繊維及び /又は長繊建も用い る こ と で に一簷の強化 と饑化繊維の滅少が囟れ、 澳 性 と 軽量化が闻時に可饞 と な る のであ る ， 又、 マ ト リ ク ス樹脂に用いてい る ボ リ ア ミ 樹脂のす ぐ れた振助滅袞特性 も 迪化繊雄の量が少な く てす む と か ら 、 ょ リ 躧着 と * 軽量で耐久性、 外観 性にす ぐれた ラ ケ ト プ レ ー ム 、 珐技用 シ ャ フ ト そ の他の構造材料が得 られものであ る *

*発頃 にかかる穩造お料は、 マ ト リ ク ス樹脂 と し て睢ぃ熱硬化性 «臜を使用せず， 強度的にす ぐ れたボ リ ア ミ ド樹臛も使用 し ， しか も これも ¾昧 繊維及び /又は袅繊雄醮化材で強化する の で、 軽 量性、 強度、 曲げ^性率、 鎮勳滅衰特性等にす ぐ れた欐遒材料を得 る こ と がで き た，

こ の樣遒 材料は 、 第 2 の発明 にかか る 製造方 法、 すなわ ち予め繊維養化材を所定の形状 と な る よ ？ に し て お き 、 こ れ に マ ト リ ク ネ と な る街 脚も モ ノ マ ー キ ヤ ヌ チ ン ダ法 に よ っ て添加す る ¾ 法で 造す る こ と がで き る の で、 成形が容袅で《 々 の形状に成形す る ^ と ができ る， 従来の繊鐘 ¾化 *合材料は > 醮化せを予 ^ «腸 に氍合 しておき 、 こ.れも成形ナる ブ ミ ケ タ ス法 に よ っ て ¾造きれていたので， *雑な形成への成 形が一般 困難であ っ たが、 ：：れに «ベで本発明 品は上述の如 く 成形が で設計の自 由度が大 き い * 図 面 の 簡 単 な 説 明

第 1 図 至第 5 図は本発明の実旄例も あ らわす 断面図、 第 β 図おょぴ第 7 図は 性率 と 曲げ強度 も あ ら わす グ ラ ブ 、 第 8 図 と 第 90は疲^曲捩も あ ら わすグ ラ フ 、 第 10図は滅衰比の計算方法の説 « 図 ， 第 11図は テ ニ ス ラ ケ ， ト プ レ ー ム の正面 図、 笫 12図は従来 Αの断面図 _t 第 13园は木発 の断面図、 第 14図は滅衰特性試驗方法の説明 0、 第 15!»お よび第 18図は比較例 と 突 jfeWの減衰波形 を あ らわすグ ラ フ 、 第 i7¾は 衰比の計箕方法の 説明 0であ る ·

1 ··· マ ン ド レ レ 10♦·· ラ ケ ， ト フ レ ー ム

10 a "·へ ト * ¾B 10 b ··· ダ ッ プ 発 明 も 実 旅 す る た め の 最 良 の 形 瓛

(実 ^ 1 )

第 1 図に示す よ う に 、 S U S 1Iのマ ン レ ル 1 の ま わ り に 力 一ボ ン « 2 も輪方向 に 25 ^β の角度 も なすよ ラ に編んだも のもま * % で 35% と る よ ラ な 量 で し に ¾ ^ ル ド内 に設 S し た ·

、 ジ at イ ン ト ¾ 3 において曲げ ¾ ^睁に応力集 中も ¾ Cす位 aに R も もたせ、 面接 と.なる ょ ラ にす る と も に、 凹凸都分にテ一パも施 し * 第 2 囟に示す従来の直角贿面のジ * ィ ン ト で «璣を生 Cやすか づ た A , B 部の肉圧も厚 く とれる よ ラ に し た · こ の モ ール ド も 150 で で加熱 し、 次 に真空 ボ ン ブも用いてモ ル ド内も 1 纖讕 ま で減圧 し た · lOO ff の — 力 プ 《3 ラ タ タ ム を 1 A の フ ラ ス コ 中 で 窒素置換 し なが ら 130 *0 に加鵝港睡 し 、 0*21 ST の N a H C 50%油性） を加え宪全に反 Jg ^! 解させた . 问時に他方の 1 JI の フ ラ ス コ 中 に Og の * 一 力 プ ϋ ラ ク タ ム も枰取 し 、 两様に窒素 »换 し なが ら 130 でに加熱溶 # した後 0, 13s の M — ァ セ チル一 β カ プ a ク タ ム も如え完全に港練させ · 前記モ 一ル ド内に前記ラ ク タ ム «合液も同時 に住入 し . 30分脚 に保 っ た · これを 30での オ イ ルの中で 2 睥簡ァ =一ル レ た後 ¾U »水中で 3 時間加熟 し た ·

れに よ リ 、 軽量性、 曲げ ¾1性， 曲げ毽度のす へ

ぐれた構逸材用パ イ ブ 4が得 られた，

(実尨例 2 )

第 3 図に示す ょ ラ に 、 ジ ₃ イ ン ト 部 3 の凹部の 外 佳 を 大 き く し て ジ ₃ ィ ン ト 部の ¾度 ァ ケ プ も 図 っ た こ と 以外ほ実旗 と 两樣 に行 な っ た， れ に よ リ 、 実； «« 1 の場合 と 阀橡 耱羞性、 曲 げ》性， 曲 げ »魔に す ぐれ、 かつ、 ジ ₃ イ ン ト 部が補齦 さ れた構逸材用パ イ ブ 4 が得 られた · て実 例 3 )

第 図 に示す S U S 集の ン ト' レ ル 1 の ま ゎ リ に 力 一 ボ ン繊維 2 も釉方 向 に 2.5。 の角度 を な す よ ラ に纏んだ も の を 重最 »で 35% と な る ょ ラ な量で 橐 S し 、 モ ー ル 内 に ST¾ し た · こ の モ 一 ル ド も 150 で で加熱 し 、 次 に 真空ポ ン プ を用 い て モ ー ル ド内 も 1 靂， ま で «圧 し た， 100g の β 力 ：/ β ラ タ タ ム も 1 A の 7 ラ ヌ コ 中 で窒素鳜換 し なが ら 130 *0に加熱港 し 、 0.21 g の N ft H ( 50 ^油 性） も加 え宪全 に反応港練 さ せた * 同時 に 他方 の 1 Λ の プ ラ ス コ 中 100sの — カ ブ ロ ラ ク タ ム を 秤取 し 、 两檬 に 憲棄置換 し なが ら 130 に加鵝溶 ¾ し た後（ 13ϊ の N ， ァ セ チ ル ー β — 力 プ Β ラ ク タ ム を 加 え完全 に溶解 さ せた . 前記 モ ー ル ド内 に 前 ¾ ラ タ タ ム ¾ Α被 も 時に注入 し . す ばや く 毚' を 閉め て 30分 150 Όに保 っ た ·

こ れ に よ つ て Φ空パ イ ： 状 の ゴル フ ク ラ ブ 、ン ャ フ ト 5 が樺 られた *

次 に第 4 図 の先 ίβ ¾β β に バー シ モ ン へ ヶ ド も 、 グ ひ ブ部 7 に ラ バ ー ダ リ タ プ も っけ て製品 と し た * 実 ^ に ゴ ル フ ボ ー ル も実射 し た時の耐久性は 商 »はな , た .

(実齒^ 4〉

第 5 図に示すょ ラ に 、 、ンャ プ ト 5 の一都 （ Pの 部分） の肉厚 *他の S分よ リ も小 さ く し て力 ポ ン繊維 2 も瓤 Sし ^ C と以外は実旗例 3 と 两樣に 行なっ た *

P の部分の &Sも先 » β佣あ るいはダ リ ッ プ 7 Wに ¾え る こ と に よ り 、 キ Ϋ タ ボ イ 、ノ ト の位 ¾が 自 由に設 Itでき た ·

(実施例 5 )

織維角度が 15 ^β であ る 外は実尨 Λ i と问橡 ¾ モ ノ マ ー ャ スチ イ ン グ法に よ リ 拔素繊維の量 ife 種 々 に変えて *発明の構造材料も 3»逾 レた，

の よ ラ に レて得 られた樣造材料について曲げ 性率， 曲げ強度、 疲劳特性， 耐熱性、 破壊 ネ ル ギ ー も 讜ぺた ¾果は ， 第 β 図、 第 7 図、 第 β 図、 第 9 図、 お よ び第 1 表、 第 2 表に示す通 リ で ぁ ゥ た · これ ら の 0 に おいて Α は本発明 Sも、 B は Λ ポ シ ゴ ϋ プ レ ダ も 、 C ft織維 素） 強化材を用いた リ ア ミ ド' «脚系材料も 、 D ほ市販のェポ 、ン プ リ ブ レ ダ材料か ら ftる テュヌ ラ ゲ ト フ レ ム も、 また E はポ リ ア ミ ド榭縢ノ 短繊歲 C崁素） 系のテ - ス ラ ケ ， ト フ レ ー ム を そ れ ぞれ あ ら わす · B 以下は いずれ も 比較 で あ る * こ れ ら の SI中、 第 9 図 は破壞養度 に 対す る瘐勞 ¾ 力 値 の 割 合 も 纖麵 に 、 食荷 サ イ ク ル も 横 》 に と っ て あ ら わ し た も の で 、 A は モ ノ マ 一 ギ ャ ス テ ィ 、✓ グ 法 で成形 し た *発明 の構造材 （炭 素繊 維） も A ' は醮化材 と し て遠統ガ ラ ス »維ザ _y ト を用 い た ナ イ o ン樹豳か ら な る 複合材料 （ ス タ ン パ プル シ ー ト ） も モれぞれ あ ら わす ·

な お 、 試驗条件は 、 曲 げ 性率、 曲げ磯度が繊 雄角度 ± 15。 で、 テ ス ト 速度 2.5鱅纖/ 纖 in の 3 点 曲 げ 試 驗 に よ る · ス パ ン 簡 ¾ ほ 100膽雇、 テ ス ト ビ ー ス 寸法 は 4 (厚） X 10 (巾） X 150(« ) 鵬跚で あ っ た ， ま た 、 疲労 ¾驗は 、 応力 定 で周波 fit 1 の 3 点 曲 げ疲労試軼 に よ る ， 織綠は 角度は ± 15。 、 テ ス ト ビ — ス 寸法 4 (厚 ） X 10 C ftl ) X 150(長） 重露、 ス バ ン W痛 80難驚で耐久《 も ^s 回 と し た *

碘壞 ： 11 ネ ル ギ一 は 曲げ醮度 と 同 じ条件で行 な た · 酣熟性ほ室滅での Λ性率 （ E 20) ょ リ iOOXJ ( B 100)お よ び ( E 150)での剛性率の保持 率 0 / E 20 , B 150 / Ε 20) を求めた · 上 ¾各試 に用 い た *観は株式会社 ィ ン テ ス コ »の TYPE 2050 で あ っ た ，

さ ら に 減衮性饑は ， 緻雑角度 ± 15。 の 4 (厚） X 10 C Π3 ) X 150 (長） の材料 を 糸で ^ る し 、 イ ン バ タ ト ハ ン マ で街擎 も 年え加速度 ビ ク ァ y ブで加速度 （ ο も «定 し て α / F も周波数解析 した

滅衰比 （ ） の計算は 、 Y H P㈱社鍵 ダ イ ナ ミ ッ ク プ チ ラ イ ザ一 も用いて行な た · す わち、 上記《 / F も周波数解析 ！; 、 第 10 Sか ら次式に よ っ て （； を求めた ·

ζ » C 1 / 2 ) X C Δ ω / ω η )

T o = Τ n / JT

そ の艙果は、 ナ イ β ン樹脂（UX-21を加熱 合 さ せた も の） で醮化繊雄 ¾合ま ない も のが 0*055 &、 表面 ½理を j«さ ない.炭素繊維も舍む も の （繊歲角 度 17。 ） が 0, 07、 チ イ 系表面処理瘌 で表 面 処理 を 歲 した炭素纖翁 も舍 む の （繊鎗角度 12 ° ) が 0.0135、 表面鬼理を施 さ ない庚素繳 jHを 含む も の （繊維角度 19 * ) が 0.01²²、 ナ イ B ン樹 脂 で炭素繊維を 15%含む も のが 0* 0230、 同 30%含む も のが 0.0159、 ェポギ、ン榭滕で.炭素繊 艤 も舍む も のが 0.0098、 市販の ラ ケ ト フ レ ー ム C M ax 200G PRO)から切 り til した試片が 0,0323で あ っ た *

これ ら のデー タ か ら わかる通 リ 、 にかか る構造材料は、 強度、 酣熱性、 疲労特性等種 々の 面です ぐれた も のであ る ，

(実施钧 6 )

合成樹脯チ ュ ー ブであ る ナ イ ンチ ュ ー ブの ま ゎ リ に 、 炭素繊維の纏組 し た も の も惫畫で 45%劳 番族 ^ リ ア ミ ド榭縢 （商品名 の ク β ス 重量 で 10% と る よ ラ な量で rき つけ て ミ ド サ イ ズテ ヌ ラ ケ タ ト フ レ ー ムの モ ル ド内 に 諛 S し た · こ のモー ル ド も 150Όで加熟 し 、 次 に 真空ポ ン プ を 用 い て モ ル 内 t I 纖 ιΗ S ま で滅 圧 し た， 300 s の β 力 プ £3 ラ ク タ ム も l j¾ の プ ラ ス コ 中 で窒素 置換 し な が ら 130で に 加熱港 « レ 、 の N a H 袖性） も加 えて完全 に 反 溶解 さ せた · 岡時 他方 の 1 A.の フ ラ ス コ 中 に 300 s の 《 — 力 プ 》 ラ タ タ ム を 枰取 し 、 同樣 に 窒素 S换 し なが ら 130*0に加熱溶 II し た後 0.4ff の 1ί - ァ セ チル ー s カ ブ ラ ク タ ム を 加 え宪全に溶 解 さ せた · 齙 ¾モ 一 ル ド内 に 前記 テ ク タ ム 趣合液 を河時 に住入 し 、 すばや く 萤 も 閉 め て 30分湖 150 に保 っ た， 次 に モ の芯赛 18に ウ レ タ ン宪泡体 も *埂 し 、 シ ャ フ ト 锞 I Ob に ダ リ ， プ も っけ て 第 4 図 に'示す ょ ラ な ¾ ftと し た， こ の テ - ス ラ ケ _y ト レ ー ム 10はへ ケ ト *部 10a と ダ リ ブ部 10b と も そ な え 、 童最 は 325 g で あ っ た， こ の フ レ ー ム 10に ガ ， ト を S つ て プ レ ー し た時の耐久性 に 商 趣 は な か っ た

第 18囡 に こ の ラ ケ ッ ト に ガ タ ト も養 た も の の 截助減衰特性 も 示す . 第 Ιβ図は术発明 に よ る も の で あ リ 、 第 13図 に示す新面 も * レ 、 上記の如 く 、 ； S部 16に充壤 レたコ ア一ほ ¾泡ウ レ タ ン、 ナ ィ ta : チュ ーブ、 i4は表面の樹臛層 （チ イ ン） であ り 、 基材.13の繊維 と レては _t 廣素繊維の含量 5^ と舍是 10童羞 の芳香尨 リ ア ミ ド樹脂 （商 品名 の遍總プ ィ ラ メ ン ト の ス リ ー プを 用いた も のの振励滅衰波形も あ らわす ·

また、 第 12Hお よ.ぴ第 15¾ほ比較例でぁ ゥ て、 発泡ウ レ タ ンを ゴ ァ ー 12と レ、 モの外側の部分 13 が炭素識雄の遽統プ イ ラ メ ン ト 70讒最 ^も 含 む ^キ 、ン榭 ffiを加熱加圧に よ っ て硬化 し て所赛の形 状にモ 一ル ド した も のであ る ラ ケ ， ト の癀 ¾ «衰 波形も あ らわす · Uほ樹脂層 （ ポギ、ン樹脂;） で あ る . こ の ラ ケ ト の童量は 340 fir であ つ · 癀動滅衰波形ほ次の ょ ラ に： *めた * すなわ ち 、 第 14® に示す如 く 、 ヒ モ に吊 る したテ ニ ス ボ ー ル 17を ， 问 じ ぐ フ レ ー ムお球 ¾ ( へ タ ド部 も上 に し て ヒ モ に 吊 る したガ サ ト も ¾ つ た ラ ケ タ ト 8 の打球面 に Ψ心 に 0の よ ラ に 自然落下 させ て 当て た時の振動の滅衰も、 ダ リ ケ ブ部にアル ミ « 2 介在 させて取 り 付けた加速度計 iaで受信 し ， モれ も ブ ラ ウ ンせ上で接動滅袞波形 と し て観察 し た， この よ ラ に し て得 られた第 150、 第 1β囡の滅衰 波形か ら、 第 17図 に も と づいて次まで減衰比 を 計算 した *

1 ω ί

ς = _ · ΟΤ Ά —

π t n - 1 ) ω 减衰比も 計 し た と こ ろ 、 第 15図 の も の が 0· 02

22であ る の に対 し 、 第 180の も の は 0.0582で あ つ た こ れ ら のデー タ か ら分か る ¾ リ 、 木発明 ¾ は 従来品 に «ベて S勐滅 S特性が き わめてす ぐれた も の で あ る ·

(実駕 W 7 )

束 レ A dナ イ tr ン C A - 70) の 0.5 メ タ ノ ー ル溶液 で表面 A理 し た炭素繊麵 （糠化豺） に ， U B E ナ イ u ン R I M C UX- 21) の A lft分 （ ア ル 力 リ Afc¾も 仓 む カ ラ タ タ ム） 、 B成分 （ プ レ ボ リ マ 一 を 含 む 力 プ ロ ラ ク タ ム） も窒素 S換 し が & 90^ 100 Όで加熱 ¾P» し * A , B 两成分 を 素早 く 混会 し 10分 に保 っ た ·

こ の も の を 用 い て上記実尨例 β と 闳標 * ラ ケ 7 ト プ レ ー ム も製造 し た♦ 得 られお ラ ケ ッ ト フ レ 一 ム ほ実旄例 6 の襄品 と 同等以上 の成綾 を 示 した ， (実 β：)

強化繳 tと し て崁素繊維が 30重量 と な る ょ ラ に ク B ス も用 い た こ と 以外ほ実旅例 7 と 同様 に 狞 な っ た ， プ レ ー ム の へ 7 ド部 肉 厚 は 1.5膽薦 （平 均） で あ っ た， こ の ラ ケ ケ ト プ レ ー ム 樹脂の a * 粘 度 ほ 3.07で あ っ た * 剤 m - タ レ ゾー ル ： ISO 307 に よ る ） *

(実 : «l 9 )

庚 素 繊 維 が 童 ft で 70重 羞 で あ る こ と と ， フ レ ー ム の打球面の麕暖が ミ タ ドサ ィ ズの 170 %增 加 し てお り 、 プ レ ー ム のへ ッ ド部肉厚が実 Hi例 8 に比 し最大で 1 禰驄厚 さ に つ て いる こ と 以外ほ実 尨例 β と两樣に行な っ た，

ι表 嘛 熟 性

実 尨 伢 ェボギ、 «8g 比 皎

35 60 破壊エネルギー 650 70

Claims

請 求 の II 囲

1 . 逋眛繊維及び /又は長織維腧化材で魏化 さ れたポ リ ア ミ ド樹膽か ら な る權造材料，

2 . 櫞雄強化材が ァ ル コ ー ル可港性 、 水锒性又 ほア ル コ ー ルお よ び水の阈方に ^ し可港性の ナ イ 》 ン表面 A.理剤で表面処理 された請求の 箱囲第 1 項 載の擔造材料 ·

3 . ポ リ ア ミ ド ffiの面 粘度 [ ] がし 3 以 上であ る誧求の ¾囲第 1 項又ほ第 2 ¾ ¾載の 構造材料。

4 . ボ リ ア ミ ド樹脂が童量比で 1 0 ~ 80 ¾の逮抹 繊維強化材及び / Uま畏纖維齦化材を舍 し てい る讅求の範囲 m ί , 第 2 項又は第 3 項 誔載の镌造材料，

5 槺逸材料が檩材であ る請求の範囲第 1 項か ら第 4 項 ま でのいずれか に記載の構造材料 ·

B 構造材料がテニ ス ラ ケ ト であ る 請求の籍 囲第 1 項か ら 4項までのいずれか に ¾载の 檐逍材料 ·

7 . 邃綠鏃雄 : &びノ又は長繊艙饑化おで強化さ れた ボ リ ア ミ ド樹脂か ら な る構造材料も製造 する 方法であ っ て、 逮總繊維及び /又は長纖 雄の強化材も予め所定の形状 と な る よ ラ に配 a し ， 型入れ した後， 重合触媒 と 開始剤を舍 む s a し た ω — ラ ク タ ム ¾ を 塑内に 注入 し 、 を 加熱に よ り ポ リ ア ミ ド樹腹 と す る モ ノ マ — ギ ャ ス テ ィ ン ダ法 も 用いて 樣造材料 も形 成 す る こ と も 转徼 と ナ る 構 造材 料 の 逸方 法

繊維 ¾Ηヒ材 も ア ル コ ー ル可溶性 、 水溶性又 は ア ル コ ー ル お よ び氷 の两方 に 対 し 可溶性 の イ ロ ン表面処理 * で予 め表面 *理 し て お く 汆 の 《 囲 第 7 項 記 載 の 梅 造 材 料 の 艇 迪 '方 法

椭造材料が植 # で あ る 特許請求の範囲第 7 項 §6麓の構逢材料の製造方法，

構造材料がテ ニ ス ラ ケ ッ ト フ レ ー ム で あ る 籴 の 纏 囲 第 7 項 IB载の 種造材料 の製 造 方 法