JP2772675B2 - ゴルフクラブ - Google Patents

ゴルフクラブ

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JP2772675B2
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    • A63B2209/02Characteristics of used materials with reinforcing fibres, e.g. carbon, polyamide fibres
    • A63B2209/023Long, oriented fibres, e.g. wound filaments, woven fabrics, mats

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はゴルフクラブに関し、更に詳しくはウッドク
ラブ及びアイアンクラブいずれにも関する。但し本発明
に於けるウッドクラブとはヘッドが木材を主成分とする
材料から成るものばかりでなく、メタルウッド、カーボ
ンウッド等と称されるような元来ウッドクラブと称され
ていたヘッドの形状を有し、木材に代え、又は木材の一
部を各種金属、セラミック、炭素材等で置き代えたもの
をも含む広い概念で使用される。
〔従来の技術〕
ゴルフ愛好家の増加により、ゴルフ人口が広がり、老
若男女を問わず広くゴルフを楽しむようになってきた。
これに伴い、一般ゴルファーばかりでなく、特に老人や
女性ゴルファーでも充分に飛距離が出るようによく飛ぶ
ゴルフクラブの開発が盛んとなり、種々の改良ゴルフク
ラブが提案されている。
その中の一つに炭素繊維で強化された樹脂素材、所謂
CFRPと称されるものがある。これは、例えばポリアクリ
ロニトリル(PAN)繊維を、不融化、炭化、高温焼成等
の工程を経て、高張力化、高弾性化した炭素繊維を用い
て製作した炭素布に、エポキシ系又はポリカーボネート
系樹脂を塗布し、これを積層し、荷重をかけた状態で15
0℃前後で加熱、硬化せしめて得た素材、所謂炭素繊維
強化樹脂(CFRP)が使われている。
これはウッドクラブのヘッドと称される部分全体、又
は球が当たる面(フェースと称される部分)に局部的に
使用され、実用されているものもある。
この場合使用される樹脂は単に樹脂の重合、硬化反応
を促進させるに足る比較的低い温度、例えば100〜170℃
で加熱される程度であり、製品は炭素繊維と有機物であ
る強化樹脂とからなる成形体(所謂CFRP)を基材として
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明が解決しようとする課題も、従来の傾向に沿う
ものであり、従来の改良クラブに比し更に軽量、高強度
化、高弾性化を計り、更に一段と飛距離を延ばしうるゴ
ルフクラブを新たに開発することである。
〔課題を解決するための手段〕
この課題は、原則的にはゴルフクラブのヘッド部分の
少なくとも一部分として、 (1)炭素質繊維から成る多次元織物又は不織布に、熱
硬化性樹脂を含浸し、昇温、硬化せしめ、 (2)次いで、該硬化物を好ましくは不活性ガス雰囲気
下、又は減圧下にて昇温された条件下にて炭化し、 (3)この炭化物の空隙部に、熱分解炭素を浸透、析出
せしめた部材 を使用することにより解決される。
(4)更に必要に応じ、上記(3)で得られた部材にエ
ポキシ系、又は(及び)ポリカーボネート系樹脂を強制
的に圧入し、硬化せしめた強化部材を使用すること により解決され、軽量、高強度、高弾性のゴルフクラブ
を得ることができる。
〔発明の作用〕
本発明の作用効果を説明するために、特に従来公知の
部材と、本発明に係る部材とを比較しつつ以下に説明す
る。
先ず前記(1)項は従来のCFRPの状態に相当するもの
であり、その製造工程については、先ず使用樹脂の差異
が挙げられる。
従来の素材に於いては炭素繊維と共に、これを固める
ために使用される樹脂が直ちにクラブのヘッド部材とな
るので、使用される樹脂としては炭素繊維との接着性が
良好である上に、耐衝撃性、高弾力性、高硬度のものが
選ばれる。例えばエポキシ系、ポリカーボネート系樹脂
等が良く知られている。
これに対し本発明の部材製造に際しては、上記(1)
の工程で得られた樹脂/炭素繊維複合体は(2)の工程
で高温下焼成されるので、樹脂成分は炭素化され、所謂
炭素/炭素繊維複合体(C/C)に変化する。
従って本発明の(1)の工程で使用される樹脂として
は炭化収率の高いものが使用され、従来の如く炭素繊維
を強化するために使用され、そのまま素材中に残存する
樹脂とは基本的に異なったものが使用される。そして特
に注目すべきは本発明に於いては炭化収率の高い樹脂で
あれば良いのではなく、これを炭化し、次の工程たる熱
分解炭素を含浸せしめた部材がゴルフクラブの部材とし
て充分に使用に耐える強度、弾性等の特性を具備しうる
ものでなければならない。この点に於いても従来の樹脂
とは根本的に異なっているのである。
更に具体的に説明すると、従来の樹脂はエポキシ樹脂
やポリカーボネートが、その強度賦与のために使用され
ており、これ等樹脂を本発明の様に使用すると(焼成、
炭化すると)、その分子内に数多くOが存在するため
に、H2O、CO、CH4等を発生し、炭化収率が低くなるばか
りでなく空隙の発生に基づき強度が低くなる。之に対し
本発明では、炭化収率の高い樹脂、例えばフェノール樹
脂、フルフリルアルコール系樹脂、フラン系樹脂等更に
必要に応じ少量の熱可塑性樹脂を更に併用するので、分
子内には極少量の酸素分子しか存在せず上記の従来の難
点は殆ど生じない。
本発明(3)の工程は従来のクラブヘッド部材の製造
にあたっては全く実施されていない新規な方法であり、
焼成、炭化した基材に更に熱分解炭素を浸透、含浸せし
めるものである。
フェノール樹脂、フルフリルアルコール樹脂等の合成
樹脂は、他の熱硬化性合成樹脂に比べて自らの分子内に
酸素原子が少ないので、相対的に炭化収率が高いことは
前述の通りであり、−OH及びHCHOの縮合反応による脱水
反応により一部の酸素原子は生成水として除かれるが、
なお分子内に酸素原子を有している。これは比較的低温
(100〜300℃)で行われる硬化反応及び比較的高温(60
0〜1000℃)で行われる焼成炭化工程の進行と共に水分
子として除かれ、水の通った跡は細孔、空隙として残
る。(3)の工程はこの細孔、空隙中に熱分解炭素を拡
散、析出させることを目的として行われている。
熱分解炭素の析出方法としては、従来から知られてい
る方法であれば広く使用でき、例えば特公昭47−1003号
に記される方法を例示出来る。この方法に依れば1100〜
1600℃の温度で、且つ0.5〜1.2m/mHgの炭素質気体の圧
力で炭素質気体を熱分解し、次いで前記より300〜800℃
高い温度で、且つ前記よりも0.5〜1.0m/mHg高い炭素質
気体圧下で更に熱分解炭素析出を続けることにより熱分
解炭素をc/c材中の微細な空間内の細部にまで拡散、析
出させることが出来る。このようにして得られた炭素質
複合材料は、熱分解炭素の析出条件によっても異なる
が、条件を選べば密度で1.97〜2.2g/cm2であり、理論真
比重(2.25)に近い高密度、高強度のものが得られる。
又、熱分解炭素特有の異方性の高い、高配向性の性質を
有しているので、高い弾性率を有している。このような
性質を有する熱分解炭素が、多次元織物又は(及び)不
織布(フェルトを含む)を構成する高張力を有する炭素
繊維により、多次元的に補強されるので、公知の炭素織
布を単に樹脂で固めて得られた材料(例えばCFRP)に比
べて好結果を示すものである。
このような部材をゴルフクラブのヘッド部分の少なく
ともその一部好ましくはそのフェース部に使用すること
により、著しく飛距離が伸びるものである。しかし乍ら
本発明者の引き続く研究に依ると、上記部材には熱分解
炭素浸透の際になお若干の空隙部が残存していることが
あり、この空隙部に更にエポキシ樹脂やポリカーボネー
ト等の強度賦与樹脂を含浸、充填、硬化せしめることに
より更に強度と耐久性とが向上することが判明した。
この際の樹脂の圧入手段としては、樹脂を部材内部の
細部まで充分含浸させることが好ましく、100〜1000kg/
cm2の加圧下にて強制的に圧入する手段が採られ加圧状
態のままで昇温、硬化完了することが好ましい。
上記(1)〜(3)及び更にこれに(4)の手段の組
み合わせにより高弾性、高張力を有する炭素繊維の効
果、高弾性、高強度を有する熱分解炭素の効果、更にそ
の部材中の微細な空隙を完全に埋め、炭素分子間を強固
に接合する合成樹脂の含浸効果の相乗作用により、従来
に比し著しく優れたゴルフクラブのヘッド用部材が完成
されるに至ったものである。
本発明に於いて使用される炭素質繊維としては、 (i)レーヨン系又はピッチ系原料を炭化して得られた
炭素フェルト (ii)より高張力、高強度を有する合成樹脂、例えばポ
リアクリロニトリルを炭化して得た炭素繊維を織った二
次元織物、例えば炭素布、炭素紙を積層して得たもの (iii)同じく炭素繊維を立体的に織った三次元織物を
原料として用いることができるが、上記(ii)及び(ii
i)がより良い部材をつくることができる。
又本発明に於いて使用される熱硬化性樹脂としては炭
化収率の高いものが広く使用され、好ましいものとし
て、フェノール樹脂、フルフリルアルコール系樹脂、フ
ラン系樹脂を例示でき、更に通常の熱可塑性樹脂を少量
併用しても良い。上記熱硬化性樹脂を炭素質織物に含浸
せしめる手段は常法に依れば良く、これを昇温、硬化せ
しめる際の条件も、これ等樹脂が硬化する条件であれば
良い。次いでこれを焼成して炭化せしめるが、この際の
温度、その他の条件も充分炭化できる従来公知の条件が
採用される。
本発明のゴルフクラブは上記部材をそのヘッド部分の
全面或いは一部に使用したものであり、特にフェース部
に使用することが好ましい。ゴルフクラブとしてはウッ
ドクラブばかりでなく、アイアンクラブも含まれる。
〔実施例〕
実施例1 第1図に示す通り、ウッドクラブドライバー(1)の
ヘッド木質部分(2)のフェース部分(3)の一部に本
発明の強化部材(4)を使用した。
先ず炭素繊維製の布〔(株)東レ製トレカT−300平
織#6343〕にフェノール樹脂〔住友デュレス(株)フェ
ノールレジンPR−900〕を塗布し、これを積層し、上下
より圧密した状態で減圧下にて150℃に加温、樹脂成分
を硬化させる。
これを常圧に戻し、不活性ガス雰囲気中にて600〜100
0℃の条件下で炭化し、炭素繊維強化炭素基材(C/C材)
を得る。
この基材を始め1000〜1200℃、続いて1500〜1600℃で
2段階で熱分解炭素を上記炭素基材中の空隙内に沈積、
析出せしめて部材を調製した。
この部材を取り出しエポキシ系樹脂中に浸漬し、1000
kg/cm2の圧力を加え、部材の微細な細孔内に強制的に圧
入する。圧力操作が完了した後、約100℃に昇温し硬化
を完結する。かくして得た強化部材(4)を常圧に開放
しても硬化したエポキシ樹脂は再び吹き出すことはな
く、極めて緻密な、強固な炭素部材となっている。
この強化部材(4)は、裁断、表面加工の後上記木質
部に嵌合される。木質部への取付け手段も従来の技術と
同じく、ビス止め、或いは嵌合した後接着剤を併用して
貼りつける等の各種の手段がいずれも使用できる。
このゴルフクラブを用いて同じゴルフボールを使用
し、10名のパネラーによるパネルテストを行った。この
結果を第1表に示す。但しこの第1表には比較のために
同じゴルフクラブのフェースのみを炭素織布をエポキシ
樹脂で固めた、所謂CFRPを称せられる公知の(フェー
ス)インサートに置き代えて行ったパネルテストの結果
をも併記した。実施例及び比較実験の結果にても飛距離
に於いても差が認められた。
但し、上記結果は10名のパネラーの10回の平均値であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のゴルフクラブの1例を示す図面であ
り、ウッドヘッドドライバーを示す。 1……ゴルフクラブ 2……ヘッド部分 3……フェース 4……強化部材

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(イ)炭素質繊維製多次元織物又は不織布
    に、熱硬化性樹脂を含浸後、昇温硬化し、焼成、炭化さ
    せ、 (ロ)この炭化物の空隙部に熱分解炭素を浸透析出せし
    めて得た部材を、 (ハ)ヘッド部分の少なくとも一部に使用したことを特
    徴とするゴルフクラブ。
  2. 【請求項2】(イ)炭素質繊維製多次元織物又は不織布
    に、熱硬化性樹脂を含浸後、昇温硬化し、焼成、炭化さ
    せ、 (ロ)この炭化物の空隙部に熱分解炭素を浸透析出せし
    め、 (ハ)更にエポキシ系樹脂又は(及び)ポリカーボネー
    ト系樹脂を強制的に圧入し、硬化せしめて得た強化部材
    を (ニ)ヘッド部分の少なくとも一部に使用したことを特
    徴とするゴルフクラブ。
  3. 【請求項3】ヘッド部分の少なくとも一部がフェースイ
    ンサート部である請求項(1)又は(2)に記載のゴル
    フクラブ。
  4. 【請求項4】ゴルフクラブがウッドクラブである請求項
    (1)乃至(3)のいずれかに記載のゴルフクラブ。
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