JP3970865B2 - ラケットフレーム - Google Patents

Description

本発明は、ラケットフレームに関し、詳しくは、繊維強化樹脂プリプレグを積層して成形したラケットフレームにおいて、軽量でありながら、強度、剛性を低下させることなく、優れた振動減衰性を実現するものである。

一般に、テニスプレーにおいて、打球時に生じる振動と手に加わる衝撃は、プレーヤーにとって不快であり、また、肘が痛むテニスエルボー等の原因の一つとも考えられている。このため、従来よりラケットの打球時に生じる振動を抑制する様々な工夫がなされている。その代表的な方法として、繊維強化樹脂からなるラケットフレームにおいて、マトリクス樹脂に振動減衰性の高い熱可塑性樹脂を使用することが知られている。

例えば、本出願人は、特公平５−３３６４５号（特許文献１）において、マトリクス樹脂に振動減衰性の高いナイロン樹脂からなる熱可塑性樹脂を用いるラケットを提案している。熱可塑性樹脂をマトリクス樹脂にすると、体積割合が同一である繊維で強化された熱硬化性樹脂 (例えばエポキシ樹脂)をマトリクス樹脂としたラケットと比較した場合、振動減衰比が約２倍になるとしている。

また、本出願人は、特開平１０−２９０８５１号（特許文献２）において、ゴム状重合体成分を含む（メタ）アクリル系重合体微粒子が分散したエポキシ樹脂組成物を硬化してなるラケットフレームを提案している。これにより、剛性および強度を低下させずに振動減衰性を向上させると共に、環境の変化による変動を小さくしている。

さらに、特公昭６１−２９６１３号（特許文献３）において、エポキシ樹脂と相溶性のよい液状ゴムを用い、エポキシ樹脂と液状ゴムとを均一に相溶した形で硬化させて、エポキシ樹脂とゴムの海島構造とするゴム変性エポキシをマトリクス樹脂としたプリプレグが提案されている。

さらには、本出願人は、特開２００２−４５４４４号（特許文献４）において、繊維強化樹脂層の少なくとも一部に、周波数１０Ｈｚ、温度６℃の条件下で損失係数ｔａｎδが１．０以上であると共に０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の厚みの粘弾性材を振動吸収材として介在させたラケットフレームを提案している。

しかしながら、前記特公平５−３３６４５号において、マトリクス樹脂とするナイロン樹脂が振動減衰性に優れているのは、水が可塑剤となりガラス転移温度が大きく低下するためである。絶乾状態ではガラス転移温度は約６０度であるが、吸水するに従い低下し、３％の吸水量でガラス転移温度は室温付近の約２０度になる。従って、ラケットの振動減衰比も絶乾状態では０．００５であるが、吸水量が飽和状態では０．０２０という具合に湿度が変わるとラケットの性能が変わることとなる。よって、振動減衰性を高めることができるものの、環境依存性や軽量化の点で未だ改良の余地がある。

また、特開平１０−２９０８５１号のラケットフレームでは、良好な振動減衰性が得られるものの、ゴム状重合体成分を含む（メタ）アクリル系重合体微粒子が分散したエポキシ樹脂組成物は、粘度が高いことから、成形しにくい場合がある。また、軽量性と振動減衰性を効率良く実現するには、未だ改良の余地がある。
特公昭６１−２９６１３号公報では、自己接着性が高められてはいるものの、軽量性や耐久性を維持しながら効率良く振動減衰性を高めることができないという問題がある。
特開２００２−４５４４４号では、部分的に介在させる粘弾性材の影響でラケットフレームの剛性が低下して反発係数が低下することがあり、剛性や強度と、軽量性や振動減衰性の各性能を、さらにバランス良く向上させることが要求されている。

特公平５−３３６４５号公報 特開平１０−２９０８５１号公報 特公昭６１−２９６１３号公報 特開２００２−４５４４４号公報

本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、剛性や強度を低下させることなく軽量性を維持すると共に、優れた振動減衰性を実現するラケットフレームを提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明は、プリプレグを積層してなる繊維強化樹脂製のラケットフレームであって、
第一プリプレグを複数枚積層した第一積層体と、第二プリプレグを備え、
上記第一プリプレグ及び上記第二プリプレグのマトリクス樹脂組成物は樹脂成分としてエポキシ樹脂を用い、上記第一プリプレグのエポキシ樹脂は上記第二プリプレグのエポキシ樹脂よりエポキシ当量を小さく、かつ、分子量を小さくしていると共に、上記第二プリプレグのマトリクス樹脂組成物は上記エポキシ樹脂にベンゾトリアゾール基を持つ化合物及びジフェニルアクリレート基を持つ化合物から選択される１種以上の活性剤が配合されてなり、
上記第一積層体は、温度１０℃の条件下で周波数１０Ｈｚで測定された損失係数ｔａｎδを０．００５以上０．０２以下とし、
上記第二プリプレグは、温度１０℃の条件下で周波数１０Ｈｚで測定された損失係数ｔａｎδを０．１０以上０．５０以下としていることを特徴とするラケットフレームを提供している。

上記第一積層体の損失係数ｔａｎδはプリプレグを複数枚重ねて硬化させた状態で測定されたものである。
上記構成とすると、損失係数の異なる第一積層体と第二プリプレグとを積層しているため、損失係数が低い第一積層体によってラケットフレームの強度、剛性を維持しながら、損失係数の高い第二プリプレグによって振動減衰性を高めることができる。
また、振動減衰材等の他の材料を繊維強化樹脂層中に介在させたりすることなく、損失係数を調整した第二プリプレグのみで振動減衰性を向上できるため、重量増加を招くことがなく、軽量性を維持することができる。
なお、第二プリプレグは１枚でも良いし、複数枚を積層してもよい。

第一積層体は温度１０℃の条件下で周波数１０Ｈｚで測定された損失係数ｔａｎδを０．００５以上０．０２以下としている。
損失係数が０．００５より小さいとラケットフレームの振動減衰性が低下するからであり、好ましくは０．００７以上、より好ましくは０．０１０以上である。また、損失係数が０．０２より大きいとラケットフレームの強度が低下するからであり、好ましくは０．０１８以下、より好ましくは０．０１５以下である。

第二プリプレグは温度１０℃の条件下で周波数１０Ｈｚで測定された損失係数ｔａｎδを０．１０以上０．５０以下としている。
損失係数が０．１０より小さいとラケットフレームの振動減衰性が低下するからであり、好ましくは０．２０以上、より好ましくは０．３０以上である。また、損失係数が０．５０より大きいとラケットフレームの強度が低下するからであり、好ましくは０．４５以下、より好ましくは０．４以下である。

上記損失係数ｔａｎδは、粘弾性測定装置（レオロジ製）によって測定している。測定条件は、周波数１０Ｈｚ、温度１０℃、昇温速度を４℃／ｍｉｎ、変位振幅を±５０μｍとした条件下において、曲げモードとして測定している。試験片は強化繊維の繊維角度を互いに直交方向とするプリプレグを交互に９層積層した積層体を用い、外層のプリプレグの強化繊維の延在方向が試験片の長さ方向となるように、長さ３０ｍｍ、幅５ｍｍに切り取って形成している。この試験片の長さ方向の両端５ｍｍずつがチャックされるので試験片の変位部分は２０ｍｍとなる。第二プリプレグも同様の方法により形成した試験片を用いて同じ方法で測定している。

温度条件を０℃〜１０℃の範囲としているのは、粘弾性測定の経験則である周波数−温度換算則に起因する。この経験則では、周波数１オーダーが、温度１０℃に相当すると考えられる。ラケットフレームの面外１次振動は１００〜２００Ｈｚであり、面外２次振動は４００〜５００Ｈｚ程度となる。さらに、面内振動はストリングテンションに影響を受け、３００〜８００Ｈｚの範囲となる。従って、ラケットフレームの使用温度である室温と上記周波数の関係より０℃〜１０℃に着目している。ラケットでボールを打球する際に発生する強制振動は１００〜１０００Ｈｚの範囲内と考えられる。従って、上記温度範囲で測定されたｔａｎδを、上記範囲とすることで、衝撃により発生する力を効率的に抑制することが可能となる。

上記第二プリプレグの重量は、上記第一積層体を構成する第一プリプレグの重量の１％以上１０％以下としていることが好ましい。
上記構成とすると、第二プリプレグを適量として、ラケットフレームの強度、剛性を低下させることなく振動減衰性を向上させることができる。

上記第二プリプレグは、繊維強化樹脂層の全肉厚を１００％として肉厚中心位置から肉厚方向の一方側と他方側のそれぞれに２０％以内の厚み範囲内に積層されていることが好ましい。
上記厚み範囲は、ラケットフレームに衝撃が加わったときに最も剪断力が大きい部分であり、その部分に振動減衰性の良い第二プリプレグを配置することで、ラケットフレームに生じる振動を効率的に減衰させることができる。
特に、上記厚み範囲内に、第二プリプレグの５０％以上、さらには１００％が配置されていることが好ましい。

第二プリプレグの樹脂成分は、ラケットフレーム全体の強度や成形性を良好とするため、熱硬化性樹脂としている。双極子モーメント量を増加させる活性剤、液状ゴムや軟化剤等の各種添加剤等により損失係数を０．１０以上０．５０以下とすることができる。なお、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂を用いることもできる。
第一プリプレグのマトリクス樹脂の樹脂成分には、強度や剛性を低下させないために熱硬化性樹脂が用いられる。

上記第二プリプレグのマトリクス樹脂組成物は、エポキシ樹脂に、ベンゾトリアゾール基を持つ化合物及びジフェニルアクリレート基を持つ化合物から選択される１種以上の活性剤が配合された組成物としている。具体的には、シーシーアイ社製のＤＬ２６、ＤＬ３０等を用いることができる。

上記のような活性剤を配合することにより、エポキシ樹脂が軟化され損失係数を高めることができると共に、組成物中の双極子モーメント量を増加することができる。双極子を持った活性剤が組成物中に分散し相溶化されると、通常の状態では、±の双極子は、電荷が引き付け合って安定した状態で、樹脂と電気的に結合して存在している。この材料に振動が加わった場合、双極子が変位し双極子同士が一旦離れるが、その後、再び互いに引きつけ合おうとする復元作用が働く。その際に、双極子がベースとなる樹脂の高分子鎖や他の双極子と接触し、摩擦熱として振動エネルギーが大量に熱エネルギーに変換される。上記作用により振動エネルギーを吸収することができる。

第二プリプレグに用いるエポキシ樹脂は、エポキシ分子の鎖が長く、側鎖が少ないものが好ましく、エポキシ当量が２５０〜３５０、分子量が５００〜７００のエポキシ樹脂が好ましい。架橋点が少ないため、組成物を軟化させ損失係数を高めることができる。
特に、ポリプロピレン−エーテル系エポキシ樹脂とＧ−グリシジルエーテル系エポキシ樹脂との混合物が好ましく、その他、種々のエポキシ樹脂を１種又は２種以上組み合わせて用いても良い。活性剤の配合量により損失係数を調整することができるが、樹脂成分１００重量部に対して、活性剤を１０〜２００重量部の範囲とするのが好ましい。

第一プリプレグのマトリクス樹脂の樹脂成分は、第二プリプレグの樹脂成分と同じエポキシ樹脂としている。第一プリプレグに用いるエポキシ樹脂は、第二プリプレグのエポキシ樹脂よりエポキシ当量が小さく、分子量も小さいエポキシ樹脂としている。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が好ましい。なお、各種添加剤等を配合しても良い。

上記第一プリプレグ及び第二プリプレグの強化繊維の引張弾性率を１５０ＧＰａ以上６００ＧＰａ以下としていることが好ましい。
１５０ＧＰａより小さいと、ラケットフレームの剛性が低下し、反発性も低下しやすくなるためであり、２００ＧＰａ以上、さらには２５０ＧＰａ以上が好ましい。また、６００ＧＰａより大きいと耐衝撃性が低下しやすいためであり、５００ＧＰａ以下、さらには４５０ＧＰａ以下が好ましい。
また、上記第一プリプレグ及び第二プリプレグの繊維含有率は、４５〜６０％であることが好ましい。繊維含有率が４５％より小さいと、フレームの剛性が低下しやすくなるからであり、繊維含有率が６０％より大きいと、フレームの耐衝撃性が低下しやすくなるからである。なお、ここで繊維含有率とは、「（プリプレグ中の繊維体積／プリプレグの全体積）×１００」である。

打球面の輪郭を形成するヘッド部と、該ヘッド部に接合される二股状のスロート部を備え、
上記打球面を時計面と見てトップ位置を１２時とすると、１１時〜１時の範囲の第１位置、３時〜５時（９時〜７時）の範囲の第２位置、左右スロート部の第３位置から選択される１箇所又は２箇所以上の位置に、上記第二プリプレグが配置されていることが好ましい。
このように、面外１次、面外２次の各振動モードの振動を最も励起する位置に効果的に配置することにより、効率良く振動減衰性を向上させることができる。
なお、ラケットの操作性やバランスの点より、左右対称位置に配置することが好ましい。また、ラケットフレームの断面において、断面周方向を全周するように配置することが好ましいが、一部あるいは複数個所に断続的に配置することもできる。

また、第二プリプレグのラケットフレーム軸方向の長さは３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下であることが好ましい。
３０ｍｍより短いと振動減衰性を十分に向上させることができないからであり、好ましくは４０ｍｍ以上、より好ましくは５０ｍｍ以上である。また、９０ｍｍより長いとラケットフレームの強度、剛性が低下してしまうからであり、好ましくは８０ｍｍ以下、より好ましくは７０ｍｍ以下である。

上記強化繊維としては、一般に高性能強化繊維として用いられる繊維が使用できる。例えば、カーボン繊維、黒鉛繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、超高分子ポリエチレン繊維等が挙げられる。また金属繊維を用いてもよい。これらの強化繊維は、長繊維、短繊維の何れであっても良く、これらの繊維を２種以上混合して用いても構わない。強化繊維の形状や配列については限定されず、例えば、単一方向、ランダム方向、シート状、マット状、織物（クロス）状、組み紐状などいずれの形状・配列でも使用可能である。

なお、第二プリプレグの強化繊維としては、高強度と低比重との両立の点からカーボン繊維が好適であり、全繊維強化樹脂層の５０％以上の層で、さらに７５％以上の層で、さらには１００％の層で、カーボン繊維（炭素繊維）を用いることが特に好ましい。

本発明は、重量（ストリングを除いた質量）が１８０ｇ以上３０５ｇ以下の硬式テニス用のラケットフレームに好適であり、その他、軟式テニス、バトミントン、スカッシュ用に用いることもできる。

また、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を硬化させるために配合する硬化剤と共に活性剤を加え、加熱して活性剤を相溶化させることが好ましい。
他に、一般的な硬化促進剤、可塑剤、安定剤、乳化剤、充填剤、強化剤、着色剤、発泡剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、滑剤など必要に応じて加えてもよい。

具体的には、本発明のラケットフレームは、具体的には、例えば、下記の方法により成形している。
炭素繊維を、エポキシ樹脂を主成分としたマトリクス樹脂組成物に浸漬しながら、ドラムに一定の繊維方向となるように巻き付け、一定量巻き付けた後にドラムから切り取り、約８０〜１００℃の熱をかけて疑似硬化状態のプリプレグを作成し、このプリプレグを適当な繊維角度になるように重ねて切断する。次いで、適宜の太さのマンドレルにナイロン製やシリコン製のチューブを通し、このチューブ上に上記プリプレグを適宜な角度及び繊維量となるように所定の位置に巻き付けた後、マンドレルからチューブごと抜き取る。このプリプレグを巻き付けたチューブをラケットフレームの金型内にセットし、この後、チューブ内に適当な圧力をかけ、チューブと繊維が金型に沿うようにした後、１５０℃で１５分加熱してプリプレグを硬化成形している。

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、第一プリプレグを積層した第一積層体、第二プリプレグとを設け、温度１０℃の条件下で周波数１０Ｈｚで測定された積層体の損失係数ｔａｎδを０．００５以上０．０２以下とした第一積層体と、温度１０℃の条件下で周波数１０Ｈｚで測定された損失係数ｔａｎδを０．１０以上０．５０以下とした第二プリプレグとを積層しているため、損失係数が低い第一積層体によってラケットフレームの強度、剛性を維持しながら、損失係数の高い第二プリプレグによって振動減衰性を高めることができる。

また、振動減衰材等の他の材料を繊維強化樹脂層中に介在させたりすることなく、繊維強化樹脂層のみで振動減衰性を向上できるため、重量増加を招くことがなく、軽量性を維持することができる。よって、硬式テニス用等の各種ラケットに好適に用いることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２は本発明の実施形態のラケットフレーム１０を示す。
ラケットフレーム１０はプリプレグの積層体からなる中空パイプ形状の繊維強化樹脂からなり、図１に示すように、打球面の輪郭を形成するヘッド部１２、ヘッド部１２に接合される二股状のスロート部１３Ａ，１３Ｂ、シャフト部１４、グリップ部１５を連続して一体的に形成している。両側のスロート部１３にヨーク１７の両端を連結して、ヘッド部１２と共に打球面Ｆを囲むガット張架部Ｇを形成し、ガット張架部Ｇには、ストリング張設用のガット穴（図示せず）を設けている。

本実施形態では、図２に示すように、左右スロート部１３Ａ、１３Ｂにおいて、第二プリプレグ２０を、第一プリプレグからなる第一積層体３０（３０−１、３０−２）の間に介在させて積層させている。
上記第二プリプレグ２０は損失係数ｔａｎδを０．３とし、上記第一積層体３０は損失係数ｔａｎδを０．０１としている。
上記損失係数ｔａｎδは、周波数１０Ｈｚ、温度１０℃、昇温速度を４℃／ｍｉｎ、変位振幅を±５０μｍとした条件下において、曲げモードとして測定している。測定に用いる試験片は強化繊維の繊維角度を互いに直交方向とするプリプレグを交互に９層積層した積層体を用い、外層のプリプレグの強化繊維の延在方向が試験片の長さ方向となるように、長さ３０ｍｍ、幅５ｍｍに切り取ってそれぞれ形成している。この試験片の長さ方向の両端５ｍｍずつをチャックして変位部分の２０ｍｍで損失係数ｔａｎδを測定している。

第二プリプレグ２０の重量は２ｇとし、第一プリプレグの重量の１％としている。また、第二プリプレグ２０のラケットフレーム軸方向の長さを６０ｍｍとしている。

第二プリプレグ２０の配置位置において、第一積層体３０は１０枚の第一プリプレグを積層して形成されていると共に、第二プリプレグは第一積層体３０の４層目のプリプレグと５層目のプリプレグの層間に一枚積層している。

即ち、第一積層体３０は内側第一積層体３０−１と外側第一積層体３０−２に分割して、その間に第二プリプレグ２０を介在させ、第二プリプレグ２０により厚み方向に第一積層体３０を等分に分断されている。第二プリプレグ２０は、図２（Ｂ）に示すように、繊維強化樹脂層の全肉厚ｄを１００％として肉厚中心位置Ｍから肉厚方向の一方側と他方側のそれぞれに１０％の厚み範囲内に積層されている。また、図２（Ａ）に示すように、ラケットフレーム１０の断面において、第二プリプレグ２０は断面周方向を全周するように配置されている。

また、第二プリプレグ２０および第一積層体３０を構成する第一プリプレグの強化繊維は、いずれも引張弾性率２００〜５００ＧＰａのカーボン繊維を用いており、本実施形態では３９０ＧＰａのカーボン繊維を強化繊維としている。強化繊維の配向角度は、ラケットフレーム１０を構成するパイプ状積層体の軸線に対して０°、９０°、３０°、２２°、４５°となるように各々設定している。
第一プリプレグと第二プリプレグ２０の繊維含有率は４５〜６０％としていることが好ましく、本実施形態では、第一プリプレグ、第二プリプレグ２０共に繊維含有率を５５％としている。

第二プリプレグのマトリクス樹脂組成物は、エポキシ樹脂に、ベンゾトリアゾール基を持つ化合物及びジフェニルアクリレート基を持つ化合物から選択される１種以上の活性剤が配合された組成物としている。具体的には、ポリプロピレン−エーテル系エポキシ樹脂とＧ−グリシジルエーテル系エポキシ樹脂とを混合したエポキシ樹脂を用い、該エポキシ樹脂のエポキシ当量を２９６、分子量を５９２としている。

第一プリプレグのマトリクス樹脂組成物は、樹脂成分としてエポキシ当量が１９０〜２００、分子量が３８０〜４００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用い、活性剤は配合していない。

次に、第二プリプレグ２０と第一積層体３０によるラケットフレーム１０の成形方法について説明する。
カーボン繊維を、第一、第二プリプレグのマトリクス樹脂組成物に浸漬しながら、ドラムに一定の繊維方向となるように巻き付け、一定量巻き付けた後にドラムから切り取り、約８０〜１００℃の熱をかけて疑似硬化状態の第一、第二プリプレグとし、この第一、第二プリプレグを適当な繊維角度になるように重ねて切断する。
次いで、マンドレルにナイロン製のチューブを通し、このチューブ上に上記第一、第二プリプレグの強化繊維が所定の角度及び繊維量となるように、第一、第二プリプレグを所定の積層位置に巻き付ける。ついで、マンドレルからチューブごと抜き取り、第一、第二プリプレグを巻き付けたチューブをラケットフレームの金型内にセットする。この後、チューブ内に適当な圧力をかけ、チューブと繊維が金型に沿うようにした後、１５０℃で１５分加熱して第一、第二プリプレグを硬化成形して、ラケットフレーム１０としている。

ラケットフレーム１０は、損失係数ｔａｎδを０．３とした第二プリプレグ２０を、積層体の損失係数ｔａｎδを０．０１とした第一プリプレグからなる第一積層体３０の重量の１％として、スロート部１３Ａ，１３Ｂに積層している。このため、繊維強化樹脂の軽量性と強化繊維による剛性を維持しながら、かつ、強度を低下させることなく、効率良く振動減衰性を高めることができる。

上記実施形態では、左右スロート部１３Ａ，１３Ｂに第二プリプレグ２０が配置されているが、図３に示すように、打球面Ｆを時計面と見てトップ位置を１２時とすると、１１時〜１時の範囲の第１位置、３時〜５時（９時〜７時）の範囲の第２位置、左右スロート部の第３位置から選択される１箇所又は２箇所以上の位置に第二プリプレグ２０を配置してもよい。

なお、上記位置以外に第二プリプレグ２０を配置することもでき、スロート部以外にも、ガットが張架されるヘッド部１２の一部である４時位置等に、図４に示すように、第二プリプレグ２０を第一積層体３０間に配置することができる。

また、図５に示すように、２層の第二プリプレグ２０’−１，２０’−２と、３層の第一積層体３０’−１，３０’−２，３０’−３とに分断されるように第一、第二プリプレグを積層することもできる。その他、第二プリプレグを３層以上とすることもできる。

第二プリプレグは、樹脂種や、活性剤、液状ゴム、軟化剤等の各種添加剤等により損失係数を調整することができる。また、プリプレグの形状、厚み、巻き数等は適宜設定することができる。

以下、本発明のラケットフレームの実施例、比較例について詳述する。
実施例、比較例ともフレーム本体は繊維強化樹脂の中空形状であり、ラケットの全長は２７．５インチ、最大厚み２４ｍｍ、幅１２ｍｍ、打球面積は１１０平方インチとし、以下に示す方法によりラケットフレームを成形した。

ラケットフレームをカーボン繊維を強化繊維とした繊維強化熱硬化性樹脂のプリプレグシート（ＣＦプリプレグ（東レＴ３００、Ｔ７００、Ｔ８００、Ｍ４６Ｊ））を６６ナイロンからなる内圧チューブを被覆したマンドレル（φ１４．５ｍｍ）上に積層し、鉛直状の積層体を成型した。プリプレグ角度は０°，２２°，３０°，９０°として積層した。マンドレルを抜きとって上記鉛直状の積層体を金型にセットした。金型を型締して、金型を１５０℃に昇温し、３０分間の加熱を行うと同時に内圧チューブ内に９ｋｇｆ／ｃｍ²の空気圧を付加し、加圧保持し、加熱加圧成形により作成した。

重量（ストリングを除いた質量）およびバランスは下記の表１に示す通り設定した。

（実施例１）
上記第１実施形態と同様のラケットフレームとした。
即ち、損失係数を０．３とした６ｃｍ×８ｃｍ×０．２ｍｍの第二プリプレグを左右スロート部に合計２ｇ挿入配置した。この第二プリプレグは、損失係数を０．０１とした第一積層体の層間に一枚積層した。具体的には、第一積層体を構成する１０枚の第一プリプレグの４層目と５層目の層間に第二プリプレグを一枚配置した。

第二プリプレグのマトリクス樹脂組成物は、ポリプロピレン−エーテル系エポキシ樹脂とＧ−グリシジルエーテル系エポキシ樹脂とを混合したエポキシ樹脂に、ベンゾトリアゾール基を持つ化合物及びジフェニルアクリレート基を持つ化合物から選択される１種以上の活性剤が配合された組成物であるシーシーアイ社製のＤＬ２６を用いた。
第一プリプレグのマトリクス樹脂組成物は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ジシアンジアミド硬化剤、ＤＣＭＵ、メチル・エチル・ケトンを配合してなり、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としてジャパンエポキシレジン社製のエピコート８２８（２５℃で粘度１３０ＰＳ）、ジシアンジアミド硬化剤としてジャパンエポキシレジン社製のエピキュアＤＩＣＹ５０、ＤＣＭＵとして保土谷化学工業製のダイロンゾル、メチル・エチル・ケトンとしてシェルジャパン製のＭＥＫを使用した。
第一、第二プリプレグの強化繊維として、引張弾性率３９０Ｇｐａの三菱レーヨン社製のＨＲ４０を使用し、繊維含有率を５５％とした。

（実施例２）
第二プリプレグの挿入位置を、ヘッド部の４時と８時の位置とした。ここで４時位置に配置するとは、第二プリプレグのラケットフレーム軸方向の中心を４時位置に配置することをいう。その他は実施例１と同様とした。
（実施例３）
第二プリプレグの挿入位置を、ヘッド部のトップ位置（１２時）とした。その他は実施例１と同様とした。
（実施例４）
第二プリプレグを３層積層した。具体的には、第一積層体を構成する１０枚の第一プリプレグの３層目と４層目の層間、４層目と５層目の層間、５層目と６層目の層間に第二プリプレグを配置し、計６ｇとした。その他は実施例１と同様とした。
（実施例５）
第二プリプレグの挿入位置を、左右のスロート部、及び、ヘッド部の４時と８時の位置とし、計４ｇ配置した。その他は実施例１と同様とした。
（実施例６）
第二プリプレグの挿入位置を、ヘッド部のトップ位置から左右の各スロート部までの範囲とし、計２０ｇ配置した。その他は実施例１と同様とした。

（実施例７）
第二プリプレグの損失係数を０．１とした。その他は実施例１と同様とした。
（実施例８）
第二プリプレグの損失係数を０．５とした。その他は実施例１と同様とした。
（実施例９）
第一積層体の損失係数を０．００５とした。その他は実施例１と同様とした。
（実施例１０）
第一積層体の損失係数を０．０２とした。その他は実施例１と同様とした。

（比較例１）
第二プリプレグを配置せず、第一積層体を構成する１０枚の第一プリプレグのみとした。その他は実施例１と同様とした。
（比較例２）
実施例１の第二プリプレグに代わりに、損失係数を０．０５とした第二プリプレグを左右スロート部に計２ｇ挿入配置した。その他は実施例１と同様とした。
（比較例３）
実施例１の第二プリプレグに代わりに、損失係数を０．６とした第二プリプレグを左右スロート部に計２ｇ挿入配置した。その他は実施例１と同様とした。
（比較例４）
実施例１の第一積層体に代わりに、損失係数を０．００２とした第一積層体を用いた。その他は実施例１と同様とした。
（比較例５）
実施例１の第一積層体に代わりに、損失係数を０．０５とした第一積層体を用いた。その他は実施例１と同様とした。

実施例および比較例のラケットフレームに関し、それぞれ、後述する方法により、打球面剛性、側圧剛性、面外１次振動減衰率、面外２次振動減衰率を測定した。また、耐久テスト、振動について実打評価を行った。

（打球面剛性の測定）
図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、実施例及び比較例のラケットフレーム１０にストリングを張架したテニスラケットを水平に配置し、ヘッド部１２のトップ位置を受け治具６１（Ｒ１５）で支持するとともに、トップ位置から３４０ｍｍ離れた位置で、スロート部１３の両側からヨーク１７にかけた位置を受け治具６２（Ｒ１５）で支持した。この状態で、受け治具６２より受け治具６１の方向へ１７０ｍｍ離れた位置に対して、加圧具６３（Ｒ１０）により上方より８０ｋｇｆの力を加えて変位量（たわみ量）を測定し、加えた荷重値である８０ｋｇｆを変位量（ｃｍ）で割って、その値を打球面の面外方向の剛性値とした。

（側圧剛性の測定）
図７に示すように、実施例及び比較例のラケットを横向きで打球面Ｆを垂直方向として、ラケットを保持している。この状態で上方のヘッド部１２のサイド１２ｂに対して、平板Ｐにより、８０ｋｇｆの荷重を加えて変位量（たわみ量）を測定し、加えた荷重値である８０ｋｇｆを変位量（ｃｍ）で割って、その値をヘッド部１２の側面の面内方向の剛性値とした。

（面外１次振動減衰率の測定）
実施例及び比較例のラケットを図８（Ａ）に示すようにヘッド部１２の上端を紐５１で吊り下げ、ヘッド部１２とスロート部１３との一方の連続点に加速度ピックアップ計５３をフレーム面に垂直に固定した。この状態で、図８（Ｂ）に示すように、ヘッド部１２とスロート部１３の他方の連続点をインパクトハンマー５５で加振した。インパクトハンマー５５に取り付けられたフォースピックアップ計で計測した入力振動（Ｆ）と加速度ピックアップ計５３で計測した応答振動（α）をアンプ５６Ａ、５６Ｂを介して周波数解析装置５７（ヒューレットパッカード社製、ダイナミックシングルアナライザーＨＰ３５６２Ａ）に入力して解析した。解析で得た周波数領域での伝達関数を求め、テニスラケットの振動数を得た。振動減衰比（ζ）は下式より求め、面外１次振動減衰率とした。実施例及び比較例のラケットについて測定された平均値を上記表１に示す。

ζ＝（１／２）×（Δω／ωｎ）
Ｔｏ＝Ｔｎ／√２

（面外２次振動減衰率の測定）
ラケットを図８（Ｃ）に示すようにヘッド部１２上端を紐５１で吊り下げ、スロート部１３とシャフト部１４との連続点に加速度ピックアップ計５３をフレーム面に垂直に固定した。この状態で、加速度ピックアップ計５３の裏側のフレームをインパクトハンマー５５で加振した。そして、面外１次振動減衰率と同等の方法で減衰率を算出し、面外２次振動減衰率とした。実施例及び比較例のラケットについて測定された平均値を上記表１に示す。

（耐久テスト）
球速５５ｍ／ｓのボールを打球面のトップから１８ｃｍの部分に当て、フレームが破損するかどうか、インパクトによる耐久性を確認した。

（実打評価）
ラケットの振動吸収性についてアンケート調査を行った。５点満点（多い程良い）で採点し、中・上級者（テニス歴１０年以上、現在も週３日以上プレーする条件を満たす女性）５０名の採点結果の平均値をとった。

表１に示すように、損失係数を０．００５以上０．０２以下とした第一積層体と、損失係数を０．１０以上０．５０以下とした第二プリプレグを積層した実施例１〜１０は、面外１次と面外２次の振動減衰率が高く、実打評価も優れており、剛性や強度を低下させることなく、優れた振動減衰性を実現していることが確認できた。

一方、比較例１は、第一積層体のみから形成しており、比較例２は、第二プリプレグに代えて、積層体の損失係数が０．１０より小さいプリプレグからなる繊維強化樹脂層を配置しているため、振動減衰率が低く、実打評価も悪かった。
比較例３は、第二プリプレグを代えて、損失係数が０．５０より大きい第二プリプレグを配置しているため、振動減衰性には優れているものの、耐久性が悪かった。
比較例４は、第一積層体の損失係数が０．００５より小さいため、振動減衰率が低く、実打評価も悪かった。
比較例５は、第一積層体の損失係数が０．０２より大きいため、振動減衰性には優れているものの、耐久性が悪かった。

ラケットフレームの概略正面図である。 （Ａ）は第二プリプレグを積層したスロート部の断面図、（Ｂ）は第二プリプレグの積層状況の説明図である。 第二プリプレグの配置位置を示す図である。 第二プリプレグを積層したヘッド部の断面図である。 第二プリプレグを２層積層した形態を示す図である。 打球面剛性の測定方法を示す概略図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。 側圧剛性の測定方法を示す概略図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はラケットフレームの振動減衰率の測定方法を示す概略図である。

符号の説明

１０ ラケットフレーム
１２ ヘッド部
１３Ａ，１３Ｂ スロート部
１４ シャフト部
１５ グリップ部
１７ ヨーク
２０ 第二プリプレグ
３０（３０−１、３０−２） 第一積層体
Ｆ 打球面

Claims (6)

1. プリプレグを積層してなる繊維強化樹脂製のラケットフレームであって、
   第一プリプレグを複数枚積層した第一積層体と、第二プリプレグを備え、
   上記第一プリプレグ及び上記第二プリプレグのマトリクス樹脂組成物は樹脂成分としてエポキシ樹脂を用い、上記第一プリプレグのエポキシ樹脂は上記第二プリプレグのエポキシ樹脂よりエポキシ当量を小さく、かつ、分子量を小さくしていると共に、上記第二プリプレグのマトリクス樹脂組成物は上記エポキシ樹脂にベンゾトリアゾール基を持つ化合物及びジフェニルアクリレート基を持つ化合物から選択される１種以上の活性剤が配合されてなり、
   上記第一積層体は、温度１０℃の条件下で周波数１０Ｈｚで測定された損失係数ｔａｎδを０．００５以上０．０２以下とし、
   上記第二プリプレグは、温度１０℃の条件下で周波数１０Ｈｚで測定された損失係数ｔａｎδを０．１０以上０．５０以下としていることを特徴とするラケットフレーム。
2. 上記第二プリプレグの重量は、上記第一プリプレグの重量の１％以上１０％以下としている請求項１に記載のラケットフレーム。
3. 繊維強化樹脂層の全肉厚を１００％として、肉厚中心位置から肉厚方向の一方側と他方側のそれぞれに２０％以内の厚み範囲内に、上記第二プリプレグを配置している請求項１または請求項２に記載のラケットフレーム。
4. 上記第一プリプレグ及び第二プリプレグの強化繊維の引張弾性率を１５０ＧＰａ以上６００ＧＰａ以下としている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のラケットフレーム。
5. 打球面の輪郭を形成するヘッド部と、該ヘッド部に接合される二股状のスロート部を備え、
   上記打球面を時計面と見てトップ位置を１２時とすると、１１時〜１時の範囲の第１位置、３時〜５時（９時〜７時）の範囲の第２位置、左右スロート部の第３位置から選択される１箇所又は２箇所以上の位置に、上記第二プリプレグが配置されている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のラケットフレーム。
6. 上記第一プリプレグに用いるエポキシ樹脂としてエポキシ当量が１９０〜２００、分子量が３８０〜４００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用い、上記第二プリプレグに用いるエポキシ樹脂としてエポキシ当量が２５０〜３５０、分子量が５００〜７００のポリプロピレン−エーテル系エポキシ樹脂とＧ−グリシジルエーテル系エポキシ樹脂との混合物からなるエポキシ樹脂を用いていると共に、
   上記第一プリプレグ及び第二プリプレグの強化繊維は、引張弾性率が２５０ＧＰａ以上４５０ＧＰａ以下のカーボン繊維とし、上記第一プリプレグ及び第二プリプレグにおける該カーボン繊維の繊維含有率は４５〜６０％としている請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のラケットフレーム。

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