JPH0783777B2 - Racket frame - Google Patents
Racket frameInfo
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- JPH0783777B2 JPH0783777B2 JP62279967A JP27996787A JPH0783777B2 JP H0783777 B2 JPH0783777 B2 JP H0783777B2 JP 62279967 A JP62279967 A JP 62279967A JP 27996787 A JP27996787 A JP 27996787A JP H0783777 B2 JPH0783777 B2 JP H0783777B2
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- fiber
- frame
- glass
- oxynitride glass
- racket
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- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はテニスラケット、バドミントンラケットなどの
ラケットフレームに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a racket frame such as a tennis racket and a badminton racket.
従来の技術 近年、テニスラケットなどのラケットフレームには、ガ
ラスファイバー、カーボンファイバーなどを強化繊維と
して用いたFRPが広く採用されている。2. Description of the Related Art In recent years, FRP using glass fiber or carbon fiber as a reinforcing fiber has been widely adopted for racket frames such as tennis rackets.
これらFRP製のラケットにおいて、打球時、手に対する
衝撃を少なくし、かつ打球のコントロールの向上をはか
るためには、ガラス繊維を強化繊維として用いたGFRPを
使用するのが好ましい。一方、強度および弾性率を保持
するためには、炭素繊維を用いたCFRPを使用するのが好
ましい。したがって、従来は製造しようとするラケット
の所望の物性に従い、これら繊維の配合比を調整してラ
ケットフレームの材質の複合化が行われている。特に、
ラケットフレームに強度および弾性率を付与するには、
高強度カーボンファイバーを使用する必要があり、さら
にボロンファイバーを一部に用いたラケットもあるが、
これらはかなり高価なラケットとなる。In these FRP rackets, it is preferable to use GFRP using glass fiber as a reinforcing fiber in order to reduce the impact on the hand during hitting and to improve the control of hitting. On the other hand, in order to maintain the strength and the elastic modulus, it is preferable to use CFRP using carbon fiber. Therefore, conventionally, according to the desired physical properties of the racket to be manufactured, the compounding ratio of these fibers is adjusted so that the material of the racket frame is compounded. In particular,
To give strength and elasticity to the racket frame,
It is necessary to use high-strength carbon fiber, and there are rackets that use boron fiber as a part,
These are pretty expensive rackets.
発明が解決しようとする問題 本発明は製造工程が簡単で、かつ従来の炭素繊維で補強
したものと同等以上の強度、弾性率を有するラケットフ
レームを提供することを目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention An object of the present invention is to provide a racket frame which has a simple manufacturing process and which has strength and elasticity equal to or higher than those of conventional carbon fiber reinforced ones.
問題点を解決するための手段 すなわち、本発明は、フレームのFRP外殻強度層にオキ
シナイトライドガラスファイバーを補強繊維として配置
したことを特徴とするラケットフレームを提供するもの
である。Means for Solving the Problems That is, the present invention provides a racket frame characterized in that oxynitride glass fibers are arranged as reinforcing fibers in the FRP outer shell strength layer of the frame.
本発明で用いられるガラス繊維原料であるオキシナイト
ライドガラスは、酸化物ガラスの酸素原子が窒素に置き
換わった構造を有しており、窒素原子の結合原子価が3
であるところから従来のガラスに比べ、高弾性率を有す
る。かかるオキシナイトライドガラスの製造方法には、
金属アルコキシドを加水分解後脱水縮合させるゾル・ゲ
ル法、あるいは金属酸化物と金属窒化物を溶融する溶融
法、さらにはN2ガス吹き込み法、多孔質ガラスのNH3ガ
ス処理法などがあり、従来のガラス繊維では達成できな
かった弾性率12,500kg/mm2以上を得ることが可能であ
る。Oxynitride glass, which is a glass fiber raw material used in the present invention, has a structure in which oxygen atoms of oxide glass are replaced by nitrogen, and the bond valence of nitrogen atoms is 3
Therefore, it has a higher elastic modulus than conventional glass. In the method for producing such oxynitride glass,
There are sol-gel method of hydrolyzing metal alkoxide and then dehydration condensation, melting method of melting metal oxide and metal nitride, N 2 gas blowing method, NH 3 gas treatment method of porous glass, etc. It is possible to obtain an elastic modulus of 12,500 kg / mm 2 or more, which could not be achieved with the above glass fiber.
本発明にて補強繊維として用いられるオキシナイトライ
ドガラス繊維はSi13〜24at%、Ca10〜21at%、Mg0〜5.2
at%,Al0〜15.1at%、N7.5〜25at%、M0〜5at%(M:Z
r、Sr、Ba、Y、Ce、Na、B、La、K、Ti)であるのが
好ましい。Oxynitride glass fibers used as reinforcing fibers in the present invention are Si13-24at%, Ca10-21at%, Mg0-5.2.
at%, Al0 to 15.1at%, N7.5 to 25at%, M0 to 5at% (M: Z
r, Sr, Ba, Y, Ce, Na, B, La, K, Ti) are preferred.
Siの含有量が上記範囲より少ないと結晶化し、ガラス状
態が得られない。また、この範囲より多いと、弾性率が
12500kg/mm2以下と低下する。If the Si content is less than the above range, crystallization occurs and a glass state cannot be obtained. Also, if it is more than this range, the elastic modulus is
It decreases to 12500kg / mm 2 or less.
また、Caの含有量が上記範囲より少ないと、結晶化を生
じ、一方、この範囲を越えると弾性率が12500kg/mm2と
低下する。Further, if the content of Ca is less than the above range, crystallization occurs, while if it exceeds this range, the elastic modulus decreases to 12500 kg / mm 2 .
Mgの含有量が上記範囲を越えると、結晶が生じる。If the Mg content exceeds the above range, crystals will form.
また、窒素の含有量が上記範囲より少ないと、窒素含有
の効果がなく、また、この範囲を越えると、結晶化を生
じる。Further, if the content of nitrogen is less than the above range, the effect of containing nitrogen is not exerted, and if it exceeds this range, crystallization occurs.
本発明で用いられるオキシナイトライドガラスは強度、
N2含有量の点から溶融法により製造するのが好ましい。
オキシナイトライドガラスを溶融法にて得るには、金属
酸化物に金属窒化物を加え、高温で溶融する。Oxynitride glass used in the present invention has strength,
From the viewpoint of the N 2 content, it is preferable to manufacture by the melting method.
To obtain oxynitride glass by a melting method, a metal nitride is added to a metal oxide and melted at a high temperature.
金属酸化物の例としては、SiO2、CaO、MgO、Al2O3SrO、
Na2O、K2O、La2O3、Y2O3、ZrO2、TiO2、Na2O、K2O、Ba
O、B2O3などが挙げられる。Examples of metal oxides include SiO 2 , CaO, MgO, Al 2 O 3 SrO,
Na 2 O, K 2 O, La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 , Na 2 O, K 2 O, Ba
O, B 2 O 3 and the like.
また、金属窒化物の例としては、Si3N4、AlNなどが挙げ
られる。Examples of metal nitrides include Si 3 N 4 and AlN.
これら金属酸化物、金属窒化物の混合物を溶融するに
は、電気炉、イメージ炉などの加熱炉を用い、窒素雰囲
気下、温度1400〜1900℃、昇温速度10〜800℃/minにて
処理する。To melt a mixture of these metal oxides and metal nitrides, use a heating furnace such as an electric furnace or an image furnace, and treat them in a nitrogen atmosphere at a temperature of 1400 to 1900 ° C and a heating rate of 10 to 800 ° C / min. To do.
得られたガラスを窒素雰囲気下、温度1100〜1600℃にて
加熱、溶融し、紡糸速度20〜3000m/minにて紡糸して連
続繊維を得る。The obtained glass is heated and melted at a temperature of 1100 to 1600 ° C. under a nitrogen atmosphere, and spun at a spinning speed of 20 to 3000 m / min to obtain continuous fibers.
得られたガラス繊維の弾性率は、12500〜18000kg/mm2、
引っ張り強度70〜500kg/mm2が得られる。The elastic modulus of the obtained glass fiber is 12500 to 18000 kg / mm 2 ,
A tensile strength of 70 to 500 kg / mm 2 can be obtained.
ガラス繊維の繊維径は、3〜150μmであるのが好まし
い。繊維径がこれより小さいと、紡糸が困難であり、一
方、これを越えると強度が極端に低下し好ましくない。The fiber diameter of the glass fiber is preferably 3 to 150 μm. If the fiber diameter is smaller than this range, spinning is difficult, while if it exceeds this range, the strength is extremely reduced, which is not preferable.
上記オキシナイトライドガラス繊維を補強繊維として用
いてラケットフレームを製造するには、オキシナイトラ
イドガラス繊維からなるガラスファイバー、ガラスクロ
スに熱硬化性樹脂を含浸させてシート(プリプレグ)を
形成する。ついで、このプリプレグを金型中に設置し、
適宜の温度で加熱硬化を行い成形する。なお、オキシナ
イトライドガラスファイバーは、フレームの周長方向に
配置するのがよい。さらに、これと直交する方向、ある
いは斜行する方向にオキシナイトライドガラスファイバ
ーまたはカーボンファイバーを配置してもよい。In order to manufacture a racket frame using the oxynitride glass fiber as a reinforcing fiber, a sheet (prepreg) is formed by impregnating glass fiber and glass cloth made of oxynitride glass fiber with a thermosetting resin. Then, install this prepreg in the mold,
It is heat-cured at an appropriate temperature and molded. The oxynitride glass fibers are preferably arranged in the circumferential direction of the frame. Further, the oxynitride glass fiber or the carbon fiber may be arranged in a direction orthogonal to this or in a diagonal direction.
また熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられ、これら
を単独または2種以上を混合して使用してもよい。ま
た、プリプレグ中のオキシナイトライドガラスファイバ
ーの混合割合は25〜60%程度である。Further, as the thermosetting resin, unsaturated polyester resin,
Examples thereof include phenol resins and epoxy resins, and these may be used alone or in combination of two or more kinds. The mixing ratio of the oxynitride glass fiber in the prepreg is about 25 to 60%.
実施例 つぎに、実施例により本発明をさらに具体的に説明す
る。EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically by way of examples.
製造例1 SiO220.0mol%、CaO40.8mol%、MgO12.0mol%、Al2O31
4.4mol%を混合し、空気中1500℃で2時間溶融した。混
合物を冷却後、ボールミルを用いて約10μmに粉砕し、
Si3N412.8mol%を加え、窒化ホウ素ルツボを用い、窒素
中1750℃で30分溶融し、オキシナイトライドガラスを得
た。得られたガラスを紡糸装置内に配置した窒化ホウ素
ルツボに入れ、周囲を断熱材により保温した円筒状のカ
ーボン発熱体を用いて、窒素雰囲気下、1380℃にて加
熱、紡糸しワインダに巻取った。紡糸速度1500m/minに
て、直径約15μmの連続繊維を得た。得られたガラス繊
維の引っ張り弾性率は、12600kg/mm2であった。Production Example 1 SiO 2 20.0 mol%, CaO 40.8 mol%, MgO 12.0 mol%, Al 2 O 3 1
4.4 mol% was mixed and melted in air at 1500 ° C. for 2 hours. After cooling the mixture, it was crushed to about 10 μm using a ball mill,
Si 3 N 4 12.8 mol% was added, and the mixture was melted in nitrogen at 1750 ° C. for 30 minutes using a boron nitride crucible to obtain an oxynitride glass. The obtained glass was placed in a boron nitride crucible placed in a spinning device, and using a cylindrical carbon heating element whose periphery was kept warm by a heat insulating material, heated at 1380 ° C. in a nitrogen atmosphere, spun and wound into a winder. It was Continuous fibers having a diameter of about 15 μm were obtained at a spinning speed of 1500 m / min. The tensile modulus of elasticity of the obtained glass fiber was 12600 kg / mm 2 .
実施例1 第1図は本発明のテニスラケットフレームの一具体例を
示す斜視図である。第1図に示すごとくフレーム1は、
ガットを張る楕円形のフレーム打球部2、プレーヤーが
把持するシャフト部4、および前記打球部2とシャフト
部4とを連結するネック部3が一体して形成される。第
2図は第1図のA−A′断面図であり、芯部は発泡合成
樹脂の芯材5からなり、その周囲をFRP外殻強度層6で
包囲形成したボックス型断面構造を有する。FRP外殻強
度層6は、第3図に示すごとく、オキシナイトライドガ
ラスファイバーよりなるロービングまたはロービングク
ロス7とオキシナイトライドガラスファイバー(もしく
はカーボンファイバー)8より構成されている。すなわ
ち、オキシナイトライドガラスファイバー7の繊維配列
をフレーム周長方向Xに沿って配設し、オキシナイトラ
イドガラスファイバー(もしくはカーボンファイバー)
8の繊維配列を上記オキシナイトライドガラスファイバ
ー7の繊維配列方向に対して直角のガット張設方向に沿
うフレーム幅方向および打球方向Yに沿って配設する。Embodiment 1 FIG. 1 is a perspective view showing a specific example of the tennis racket frame of the present invention. Frame 1 as shown in FIG.
An elliptical frame hitting portion 2 that stretches a gut, a shaft portion 4 that is held by a player, and a neck portion 3 that connects the hitting portion 2 and the shaft portion 4 are integrally formed. FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1. The core portion has a box-shaped sectional structure in which a core material 5 made of foamed synthetic resin is surrounded and surrounded by an FRP outer shell strength layer 6. As shown in FIG. 3, the FRP outer shell strength layer 6 is composed of roving or roving cloth 7 made of oxynitride glass fiber and oxynitride glass fiber (or carbon fiber) 8. That is, the fiber arrangement of the oxynitride glass fibers 7 is arranged along the frame circumferential direction X, and the oxynitride glass fibers (or carbon fibers) are arranged.
The fiber arrangement of No. 8 is arranged along the frame width direction and the hitting direction Y along the gut tension direction perpendicular to the fiber arrangement direction of the oxynitride glass fiber 7.
なお、上記実施例において、オキシナイトライドガラス
ファイバー(もしくはカーボンファイバー)8の繊維配
列方向は、フレーム幅方向および打球方向と完全に平行
であるのが最も好ましいが、最大±45°、好ましくは30
°以下の角度に斜行させて配置してもよい。In the above examples, the fiber arrangement direction of the oxynitride glass fiber (or carbon fiber) 8 is most preferably completely parallel to the frame width direction and the ball striking direction, but a maximum of ± 45 °, preferably 30
It may be slanted at an angle of ° or less.
発明の効果 本発明のラケットフレームは、従来のガラス繊維と同等
の歪みを有し、かつ1.5〜2.0倍の強度および弾性率を備
えるオキシナイトライドガラス繊維を使用したことによ
り、打球時の手に対する衝撃が小さくなり、ボールのコ
ントロールが容易となる。また、強度、弾性率に優れ、
かつ軽量で安価なラケットが得られる。Advantageous Effects of Invention The racket frame of the present invention has the same strain as conventional glass fibers, and by using oxynitride glass fibers having a strength and elastic modulus of 1.5 to 2.0 times, it is possible for the hand to hit the ball. The impact is small and the ball is easy to control. Also, it has excellent strength and elastic modulus,
Moreover, a lightweight and inexpensive racket can be obtained.
第1図は、本発明ラケットフレームを示す斜視図、第2
図はそのA−A′断面図、第3図は第1図のB部破断拡
大斜視図である。 図中の主な符号はつぎのとおりである。 5:発泡合成樹脂層、6:FRP外殻強度層、7:オキシナイト
ライドガラスファイバー。FIG. 1 is a perspective view showing a racket frame of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA ', and FIG. 3 is an enlarged perspective view of a portion B in FIG. The main symbols in the figure are as follows. 5: Foam synthetic resin layer, 6: FRP outer shell strength layer, 7: Oxynitride glass fiber.
Claims (2)
ライドガラスファイバーを補強繊維として配置したこと
を特徴とするラケットフレーム。1. A racket frame characterized in that oxynitride glass fibers are arranged as reinforcing fibers in the FRP outer strength layer of the frame.
ガラスファイバーを配置した前記第1項のラケットフレ
ーム。2. The racket frame according to claim 1, wherein oxynitride glass fibers are arranged in the circumferential direction of the frame.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62279967A JPH0783777B2 (en) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | Racket frame |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62279967A JPH0783777B2 (en) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | Racket frame |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01121073A JPH01121073A (en) | 1989-05-12 |
| JPH0783777B2 true JPH0783777B2 (en) | 1995-09-13 |
Family
ID=17618428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62279967A Expired - Lifetime JPH0783777B2 (en) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | Racket frame |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783777B2 (en) |
-
1987
- 1987-11-05 JP JP62279967A patent/JPH0783777B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01121073A (en) | 1989-05-12 |
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