JPH07223271A

JPH07223271A - 曲がり管とその製造方法および装置

Info

Publication number: JPH07223271A
Application number: JP6079812A
Authority: JP
Inventors: Shunei Sekido; 俊英関戸; Ryoichi Matsuura; 良一松浦; Tetsuyuki Kyono; 哲幸京野; Kazuhiko Nishimura; 一彦西村; Kosuke Yoshimura; 康輔吉村; Shinya Isoi; 伸也礒井; Haruo Ohara; 春夫尾原
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1994-03-24
Publication date: 1995-08-22

Abstract

(57)【要約】【目的】成形品表面にボイドやピンホール、樹脂流れ
不良部の発生しない製造方法および装置、それによって
成形された、優れた特性とともに安定した品質を有する
ＦＲＰ製曲がり管およびラケットを提供する。【構成】内側に強化繊維層４を有し、外側に単糸径が
１０μｍ以下、目付が７０ｇ／ｍ²以下の強化繊維の不
織布層５を有する、繊維強化プラスチック製曲がり管お
よびラケット、それらの製造方法および装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
（以下、ＦＲＰと言うこともある。）製曲がり管とその
製造方法および装置に関し、とくにＦＲＰ製ラケットに
適用して最適な構造、製造方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＦＲＰ製曲がり管、たとえばＦＲ
Ｐ製ラケットや自転車のフレームと、その製造工程に
は、以下に述べるような種々の問題がある。従来のラケ
ットフレームの成形方法は、たとえば、強化繊維である
炭素繊維やガラス繊維の織物や一方向に引き揃えたシー
ト、あるいはその一方向性シートを斜めに又は互いに交
差させて重ねた積層シートに、エポキシ樹脂や不飽和ポ
リエステル樹脂等を含浸したプリプレグのシートを作製
し、該プリプレグシートを所定の幅に各々裁断した後、
特開平５−９６０３０号公報に記載されているように、
裁断後の狭幅のプリプレグシートが１層づつ、樹脂又は
ゴム製のチューブ（フイルム）が被覆された芯材の周り
に巻きつけられて積層される。このようにして１層づつ
巻きつけ積層されたプリフォームが金型内に装着され、
金型を加熱しながら、芯材が抜き取られたチューブ内に
加圧媒体（たとえば圧空）を注入して加圧成形される
（一般に「内圧成形法」と呼ばれている。）。

【０００３】このような内圧成形法においては、上記プ
リフォームは、金型への装着が容易なように、金型のキ
ャビティ（キャビティ）の外径よりも小さな外径に設定
される。従って、加熱成形時のチューブ内への加圧媒体
の圧力によってプリフォームはキャビティの外径まで拡
張されることになる。

【０００４】しかし上記のような従来の方法では、図６
０、図６１に示すように、樹脂やゴム製のチューブ２０
１が被覆された芯材２０２の外周に、プリプレグ２０３
を１層づつ捲回、積層していくため、各層毎に重ね合わ
せ部分（オーバラップ部分）が発生する。最終的には金
型内での加熱、加圧成形時に各層総てが周方向拡張する
ために移動する必要があるが、重ね合わせ部分が多いた
めに完全に拡張のための移動が達成されないところが発
生し、外層が金型に到達しなかったり、到達しても本来
の加圧力を受けきれないことが原因で、ラケットフレー
ム成形品の外表面にボイドや樹脂流れ不良などの成形不
良が発生することが多い。そのため、成形品の表面品位
や強度のばらつきが大きいという問題があった。

【０００５】またプリフォームの作製に当り、プリプレ
グ２０３を１層づつ芯材２０２に巻きつけていくため、
作業効率が非常に悪いという問題もあった。

【０００６】また、上記のような方法では、金型内にお
いては、たとえば図６２に示すような成形が行われる。
図において、２０４は芯材２０２が抜き取られた樹脂製
（たとえばナイロン製）チューブ、２０５は強化繊維と
マトリクス樹脂からなる繊維強化層（プリプレグ）、２
０６、２０７は金型、２０８は金型合わせ面、２０９は
ラケットフレームのガット張設面を形成し、型抜きの際
脱型可能なように退避する中子である。

【０００７】ラケットフレームは、多数の細かい曲面に
よって構成されており、かつ平板と異なり密閉された金
型内で成形されるため、金型合わせ面２０８から最も遠
く、かつ曲率の小さい部位に図６３に示すようにボイド
及びピンホール２１０が生じ易いという特性を有してお
り、これらにパテ埋め処理を施さなければならないこと
が、生産性を低くする原因となっていた。

【０００８】しかも、従来の強化繊維とマトリクス樹脂
からなるプリプレグに内圧を付与し加熱硬化して成形す
る方法では、プリプレグを構成する強化繊維が、内圧を
付与した時に金型内壁に密着するためにマトリクス樹脂
の流動性を低下させ、脱気性を損なう原因となってい
た。樹脂の流動性が低下し脱気性が損なわれると、上述
のようなボイド、ピンホール２１０が発生し易く、また
表面の品位も劣るようになる。

【０００９】また、従来の内圧成形法では、後述のよう
な理由もあって、比較的低圧（例えば、圧空で１２ｋｇ
／ｃｍ²以下）が負荷されている。このため、樹脂を含
浸した強化繊維層のキャビティを形成する壁面への密着
不良が生じたり、金型内の空気が完全に抜けきれず、ボ
イドが発生したり、ある部位に樹脂量が不足する欠量が
生じたりするという問題もある。

【００１０】さらに、ラケットフレーム等の曲がり管の
プリフォームに関しては、その成形方法が、上述の如
く、強化繊維の配向方向が異なるプリプレグシートを所
定の積層順に、樹脂またゴム製のチューブを被せた芯材
に手作業で１層づつ捲回する方法や、プリプレグシート
をテーブル上に積層順に並べて、樹脂またはゴム製チュ
ーブを被せた芯材を加圧加熱しながら回転させて、プリ
プレグシートを海苔巻状に捲回する方法等が一般に知ら
れている。

【００１１】ところがこのようなプリフォーム成形方法
では、作業効率が悪く、作業に時間がかかり、品質も安
定しないし、自動化が難しい。ラケット製造工程にこの
ような工程が存在すると、成形されたラケットの品質が
安定しないし、製造コスト高騰の原因ともなる。

【００１２】内圧成形法においては、前述の如く通常比
較的低い圧力が適用されているが、筒状フイルムの周囲
に樹脂を含浸した繊維強化シートを設けた成形基材を内
部から加圧する加圧媒体の圧力が小さいと、その表面、
特にラケットフレームのようにフレームの断面形状が軸
方向に変化するような箇所においては、通常、ＦＲＰ成
形基材の金型内壁面への密着不足に起因する凹凸や残留
気泡が成形品の表面に発生し、外観品質が悪くなるとい
う問題が発生しやすい。ここで加圧媒体とは、樹脂が熱
硬化するまでの時間、繊維強化シートを金型に圧接させ
るために繊維強化シートの内側に充填される圧力伝達媒
体をいうが、具体的なものとしては、例えば特開昭５６
−１６６８６２号公報においては、６ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ
以上の窒素ガスが、特開昭５３−９６４３号公報におい
ては、約３０バール（３０．６ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ）の圧
力を有する圧空が例示されている如く、取扱いの容易
さ、汎用性から通常、気体が使用されている。

【００１３】しかし、加圧媒体に気体を利用する方法
は、筒状フイルムと外部加圧装置との接続方法が容易で
あり、万一接続不良から気体が漏れた場合でも成形品を
汚す等の悪影響が少ない利点があるものの、気体は圧縮
性流体であるため３０ｋｇ／ｃｍ²を超えると取扱いに
危険が伴う上、製造設備費が高騰するという高圧成形に
起因する重大な欠点があった。従って、加圧媒体を高圧
化することにより表面欠陥の発生を抑えるという要請に
応えることが出来ないため、その対策として低圧媒体を
使用した場合には、今度は低圧に基づく表面欠陥がどう
しても発生し、この表面欠陥を後加工で修正するための
費用がコストアップにつながっていた。

【００１４】そこで、圧縮性流体を使用する方法に対
し、水あるいは油等の非圧縮性流体を使用することが考
えられるが、定形性を有しない液体を漏れること無く封
じ込めることが困難であり、このような具体的手段を開
示した発明は見当たらない。また、たとえ加圧媒体に非
圧縮性流体を用いる手段が実現できたとしても、液体の
漏れが発生した場合には生産性に影響を及ぼす等の問題
を生ずる。このようなことから前記公知例の特開昭５６
−１６６８６２号公報においても、筒状フイルムへの加
圧媒体の導入管であるゴム管と外部加圧装置との具体的
な接続方法が開示されていない。通常、外部加圧装置と
可撓性チューブとを接続する継手は、耐圧と漏れ防止の
ため、継手部分にいわゆるかしめ加工を採用するのであ
るが、本発明方法においては、後述するように比較的高
圧の非圧縮性流体を可撓性チューブ内に充填すること、
また、成形温度が通常１２０℃〜１５０℃であることか
ら耐熱性を有するゴム弾性体をかしめ加工する必要があ
る。しかし、かかる場合には、温度上昇時のゴムの伸び
によりかしめ力の減少が生じ、これがために非圧縮性流
体の漏れが発生し、これに対処するためかしめ力を増加
した場合には薄肉チューブの破れが問題となる。

【００１５】また、内圧成形法では、繊維強化シート層
の金型への良好な密着性が要求されることから、強化繊
維層として型に沿い易い性質（良質なフィット性）をも
つことが好ましい。このような要望に沿う技術として、
強化繊維層を多重編組から構成し、それに樹脂を含浸さ
せて内圧成形する技術が知られている。この多重編組の
プリプレグの製法として特公平５−８０３２９号公報が
知られている。

【００１６】多重編組のプリプレグに関する従来技術に
おいては、無溶媒系樹脂を用いているため概して高粘度
で完全含浸しにくく、特に多重層になるにしたがい含浸
しにくくなるという問題がある。また、樹脂含浸を容易
にするため低粘度の樹脂を選択する必要があり、樹脂選
択の自由度が少なく、比較的高粘度の樹脂を用いる場合
には、それを完全含浸するため生産速度の低下で対応す
る必要がある。また、編組材料は編組組織であるため一
方向配向プリプレグに比較し概して表面不平滑であり、
成形品の表面にボイド、ピンホールなどの欠陥が発生し
易いという問題もある。また、編組プリプレグを巻取る
ためには離型紙によるセパレートが必要になる。さら
に、編組は編組時張力に応じ伸ばされた状態で組まれる
が、組織がルーズであるため伸縮性があり張力を解除す
ると伸びが回復して太くなり、編組幅、長さが安定しな
いという問題もある。

【００１７】上述の特公平５−８０３２９号公報では、
編組の伸縮性に関する問題を解決するために三軸構造の
編組で行うとしているが、三軸構造の編組は軸方向の伸
縮性は解決できるものの、反面幅方向の伸縮性も低下し
てしまうので、編組の特徴の一つである成形形状へのフ
ィット性が大きく損なわれてしまう。

【００１８】ＦＲＰ製曲がり管、たとえばテニスラケッ
トフレームを製造する方法として、米国特許第３，７５
５，０３７号や特開平３−１７６０８３号公報の明細書
に記載されているような、いわゆるResin Transfefer M
oldingと呼ばれる方法が知られている。米国特許第３，
７５５，０３７号の方法は、鋼線材を集束してなるマン
ドレルに可撓性チューブを被せ、そのチューブの周りに
強化繊維のヘリカル巻き層を形成した後上記マンドレル
を引き抜いてプリフォームを形成し、そのプリフォーム
を所望のラケットフレーム形状をしたキャビティを有す
る下金型に入れ、上記ヘリカル巻き層に樹脂を付与し、
上金型を閉じた後、上記チューブ内を与圧しながら樹脂
をヘリカル巻き層に含浸すると共に成形するものであ
る。

【００１９】ところが、この方法は、下金型に入れたプ
リフォームのヘリカル巻き層に樹脂を付与し、上金型を
閉じた後、樹脂をヘリカル巻き層に含浸すると共に成形
するので、閉じこめられた空気が抜けきらず、得られる
ラケットフレームの表面にクレータ状の穴やピンホール
ができやすいという問題がある。

【００２０】また、特開平３−１７６０８３号公報の方
法は、可撓性チューブを中芯とし繊維強化基材からなる
クロス、スリーブ、ロービングを金型に配置した後、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、中芯に圧力をかけながら加熱してポリアミド樹
脂をマトリクスとした中空のラケットフレームを成形す
るものである。

【００２１】ところが、この方法では、型内での重合反
応が急速な反応を伴うため、開始剤量や温度の設定が難
しく、重合度、反応時間のコントロールが困難であり、
そのためボイドが発生し易いなどの問題がある。しかる
に、フレーム表面に穴やピンホールができると表面品位
が損なわれ、また、樹脂含有率に差ができると物性が低
下したり重量バランスがくずれたりして商品価値が低下
する。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
のような種々の問題点に鑑み、成形品表面にボイドやピ
ンホール、樹脂流れ不良部の発生しない製造方法および
装置、それによって成形された、優れた特性とともに安
定した品質を有するＦＲＰ製曲がり管およびラケットを
提供することにある。

【００２３】また、本発明の他の目的は、上記のような
優れた品質の成形品を得るためのプリフォームとその製
造方法および装置を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のＦＲＰ製曲がり管は、内側に強化繊維層を
配し、その強化繊維層の外側に、単糸径が２０μｍ以下
で、目付が１００ｇ／ｍ²以下の不織布層を配してなる
ことを特徴とするものからなる。

【００２５】また、本発明に係るＦＲＰ製ラケットは、
繊維強化プラスチック製ラケットであって、内側に強化
繊維層を配し、その強化繊維層の外側に、単糸径が２０
μｍ以下で、目付が１００ｇ／ｍ²以下の不織布層を配
してなることを特徴とするものからなる。

【００２６】このようなＦＲＰ製曲がり管あるいはラケ
ットにおいては、その成形段階において、不織布層は、
内圧を受けたマトリクス樹脂を金型合わせ面まで容易に
到達せしめるための流出経路として機能し、かかる樹脂
が金型合わせ面から排出される際、予形された成形基材
の内部及び表層にある気泡を抱き込むため、脱気性がよ
くなり、ボイドやピンホールの極めて少ない表面品位の
よい形成体が得られる。更に、従来のラケットフレーム
に比べて排出される樹脂の量が増加するため、成形体の
重量を軽減でき、かつ外殻層全体の繊維体積含有率を増
やすため強度を上げることもできる。したがって、外
観、表面品位の良い、かつ強度特性に優れた曲がり管や
ラケットが得られる。

【００２７】ここで、不織布層の繊維の単糸径が２０μ
ｍを越えると、不織布層の粗密が大きくなるため成形品
の表面平滑性が損なわれ、さらに樹脂の過流出につなが
る。また、繊維の目付が１００ｇ／ｍ²を越えると、や
はり樹脂の過流出につながり、ボイドやピンホールなど
の原因となったり、強度低下などを招く。また、目付が
大きすぎると、成形品の重量増につながるので、この面
からも上記のような低目付が好ましい。

【００２８】上記強化繊維層の強化繊維としては、炭素
繊維、ガラス繊維、各種有機繊維（たとえばポリアラミ
ド繊維）を用いることができ、上記不織布層の繊維とし
ても、炭素繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維等を用
いることができる。不織布層の繊維としては、繊維径が
細く、成形後の研磨時にけば立たないという点で炭素繊
維が最も好ましい。

【００２９】本発明のＦＲＰ製曲がり管およびラケット
においては、強化繊維層の形態として各種用い得る。た
とえば、強化繊維層が強化繊維を一方向に引き揃えた強
化繊維の一方向引き揃え体を含んでいるもの、強化繊維
層内で、強化繊維の配列方向が少なくとも二方向に交差
しているもの、強化繊維層が強化繊維の織物層や編組層
を含んでいるもの等を用いることができる。また、これ
らの任意の組み合わせを含んでいてもよい。

【００３０】このような形態の強化繊維層においては、
後述のプリフォームの項で詳しく説明するように、４組
を超えない範囲の強化繊維層を有し、各強化繊維層は複
数枚の強化繊維材の積層構成を有しているとともに横断
面がＣ字状をしており、かつ、下層の強化繊維層の開口
部を上層の強化繊維層が覆っていることが好ましく、こ
のような形態をとることによりプリフォームの成形が大
幅に容易化される。

【００３１】さらに、上述の如く、強化繊維層として、
強化繊維の編組を含んでいる構成としてもよい。好まし
くは、この強化繊維の編組は多重編組に構成される。編
組とすることにより、編組が元々有する成形形状への良
好なフィット性が確保されつつ、同時に上記不織布層の
存在により樹脂の良好な流動性、脱気性が確保され、表
面品位の良好な成形品が得られる。

【００３２】上記不織布層の不織布を構成している繊維
は、繊維長１〜３０ｍｍの短繊維であることが好まし
く、より好ましくは５〜２０ｍｍの短繊維である。繊維
長が３０ｍｍを越えると、樹脂の流動性を妨げ、逆に１
ｍｍよりも短いと、樹脂と共に流出するおそれがある。

【００３３】不織布自身の加工に用いる固着剤として
は、成形品のマトリクス樹脂にエポキシ樹脂を使用する
場合には、吸水性のできるだけ低いものが好ましい。更
に好ましくは、マトリクス樹脂と同系であることが望ま
しい。また、かかる固着剤は、成形温度において溶解も
しくは軟化するものが強化繊維層及び不織布層の拡幅性
の観点から好ましい。

【００３４】また、この不織布は、製造段階ではフレー
ム成形基材の最外層に更に積層するが、不織布に用いる
繊維の剛性によりしばらく放置すると拡がってしまい、
金型セット時の噛み込みなどの原因となることがある。
そこで、不織布に樹脂を含浸し、粘着性をもたせると作
業性が良くなる。つまり、不織布層もプリプレグ化して
おくことが好ましい。

【００３５】本発明に係る曲がり管やラケットのマトリ
クス樹脂としては、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル
樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化
性樹脂が挙げられる。また上記の如く不織布層をプリプ
レグ化して製造に供する場合には、含浸樹脂はこれらマ
トリクス樹脂と同系であることが、層間剥離強度の低下
を防ぐ観点から好ましい。

【００３６】不織布へ樹脂を含浸させておく場合には、
余り多くする必要はなく、たとえば不織布と含浸樹脂の
比率が３：７（重量比）の時、作業性が良好であった。
これ以上多くても、不織布に含浸された樹脂は成形時に
大部分が流出してしまうので無駄となる。

【００３７】不織布層の繊維の向きとしては、実質的に
一方向に配向されていることが好ましい。成形基材を金
型セットし、内圧成形を行う際の樹脂や空気の逃げ方向
に、この繊維の配向方向を合わせることも可能となる。
この繊維の配向方向は、特に意図しなくても、不織布製
造段階で自然に達成し得る。すなわち、不織布の製造
は、通常、周回するベルト上に短繊維を散布するが、ベ
ルトが一定方向に速度をもっているため、ベルト上に堆
積される短繊維も、あるい程度ベルト走行方向に配列
し、実質的に方向性をもつ不織布となるからである。

【００３８】上述の如き不織布層を有する曲がり管やラ
ケットフレームの構成としては、たとえば図１に示すよ
うになる。図１は、本発明によるラケットフレームの層
構成を示しており、最内層に樹脂（たとえばナイロン）
やゴム製の内圧成形用のチューブ１（筒状フイルム）、
その外側に強化繊維２とマトリクス樹脂３からなる繊維
強化層４、最外層にマトリクス樹脂が含浸された不織布
層５の構成を有する。

【００３９】不織布層の厚さとしては、特に限定されな
いが、０．０５〜０．２ｍｍであることが、前述の樹脂
の流動性確保、ボイド等の発生防止、さらには成形品の
軽量化の観点から好ましい。また、不織布層における繊
維の体積含有率は、５〜３０％であることが好ましい。
目付を１００ｇ／ｍ²以下にしたのと同じ理由で、繊維
体積含有率が高すぎると、樹脂の流動性が損なわれると
ともに、成形品の重量増大を招く。逆に低すぎると、不
織布層存在の効果が損なわれる。

【００４０】不織布層は、曲がり管やラケットの長さ方
向全長にわたって配されていてもよく、長さ方向に部分
的に設けられていてもよい。たとえば、不織布層がラケ
ットのグリップ以外の部分全長にわたって配されていて
もよく、フレームのヨーク近傍に配されていてもよい。
とくにフレームとヨーク接合部周りは、成形の際ボイド
やピンホールが発生し易い部位であるので、効果が大き
い。

【００４１】また、不織布層は、曲がり管やラケットフ
レームの周方向に全周にわたって配されていてもよく、
部分的に、たとえばラケットフレームの周方向にガット
用溝部以外の部分に配されていてもよい。

【００４２】また、不織布層としては、複数層積層され
た構成を採ることもできる。さらに、不織布層は、いわ
ゆるスパイラル巻きではなく、所定幅の不織布シートを
曲がり管やラケットフレームの周方向に巻いて設けるこ
とが好ましい。これによって、工程を簡素化できるとと
もに、不織布シートのオーバラップ部分を小さくし、表
面平滑性を向上できる。

【００４３】さらに、ラケットのフレームおよび／また
はヨークの強化繊維層の内側に、少なくとも部分的にハ
ニカム体や木材からなる芯材を配することもできる。こ
のような芯材の配設により必要な部位を部分的にさらに
補強でき、強度特性の向上をはかることができる。

【００４４】また、本発明に係る曲がり管は、上記のよ
うな不織布層を持たない、特定の強化繊維層を有するも
のにも構成できる。すなわち、本発明に係る曲がり管
は、４組を超えない範囲の強化繊維層を有し、各強化繊
維層は複数枚の強化繊維材の積層構成を有しているとと
もに横断面がＣ字状をしており、かつ、下層の強化繊維
層の開口部を上層の強化繊維層が覆っていることを特徴
とするものからなる。このような曲がり管においては、
強化繊維材が、例えば、強化繊維の一方向引揃え体また
は織物からなる。

【００４５】上記のようなＦＲＰ製曲がり管やラケット
は、次のようなプリフォームを用いて製造されることが
好ましい。すなわち、本発明に係るＦＲＰ製曲がり管あ
るいはラケット成形用プリフォームは、４組を超えない
範囲の強化繊維層を有し、各強化繊維層は複数枚の強化
繊維材の積層構成を有しているとともに横断面がＣ字状
をしており、かつ、下層の強化繊維層の開口部を上層の
強化繊維層が覆っていることを特徴とするものからな
る。この強化繊維層は、プリプレグ化されていることが
好ましい。

【００４６】すなわち、従来のプリフォームにあって
は、たとえば図６４に示すように、たとえばナイロンチ
ューブ２１１を被覆した芯材２１２に、強化繊維シート
あるいはプリプレグ２１３を一枚づつ順次捲回して、プ
リフォーム２１４を作製していた。したがって、作業性
が悪く、手間がかかるとともに品質も安定しなかった。

【００４７】本発明に係るプリフォームは上述の如き構
成を有し、たとえば図２、図３に示すように構成されて
いる。図において、１１、１２は、筒状フイルム１４
（たとえばナイロンチューブ）が被覆された芯材１３上
に、互いに幅方向両側部位にてオーバラップ領域を有す
るように捲回された４組を超えない範囲（図示例では２
組）の、複数枚の強化繊維材またはプリプレグの積層構
成を有しているとともに横断面がＣ字状をしている強化
繊維層またはプリプレグシートを示している。そして、
下層の強化繊維層またはプリプレグシートの開口部を上
層の強化繊維層またはプリプレグシートが覆っている。
プリフォーム１５としては、芯材１３が抜き取られた状
態にて内圧成形に供される。

【００４８】図３に示したようなプリフォーム１５は、
ラケットフレームの成形に供する場合には、たとえば図
４に示すように、オーバラップ部分にガット穴１６およ
びガット張設用の溝１７がくるようにすることが好まし
い。

【００４９】また、図３に示した態様の他、たとえば図
５に示すように、筒状フイルム２１が被覆された芯材２
２の上に捲回される強化繊維シートあるいはプリプレグ
シート２３、２４のオーバラップ領域を更に大きくした
プリフォーム２５とすることもできる。

【００５０】なお、図３、図５に示した態様では、２つ
の強化繊維シートあるいはプリプレグシートを捲回する
ようにしたが、必要に応じてこの上に更に同様にシート
を捲回してもよい。但し、捲回層数が余り多くなると、
従来の一層づつ捲回する場合との差が小さくなるので、
その場合には、捲回するシートを形成する強化繊維層あ
るいはプリプレグ層の積層枚数を増やし、合計で４組を
超えない範囲とすればよい。

【００５１】このようなプリフォームは、たとえば次の
ような方法で形成される。すなわち、本発明に係るプリ
フォームの製造方法は、芯材に被せた筒状フイルムの上
に、少なくとも、その筒状フイルムの全周長よりも短い
幅の第１の強化繊維シートを捲回し、この第１の強化繊
維シートの上に、第２の強化繊維シートを、捲回された
前記第１の強化繊維シートの開口部を覆うように捲回す
ることを特徴とする方法からなる。ここで、第１の強化
繊維シートおよび第２の強化繊維シートは、通常、それ
ぞれ強化繊維材が複数枚積層されたものからなる。

【００５２】また、第１の強化繊維シートおよび第２の
強化繊維シートがプリプレグ化されていることが好まし
い。

【００５３】たとえば、図６に示すように、複数枚の強
化繊維シートあるいはプリプレグシート２６を所定枚数
積層し、該積層により形成された強化繊維シートあるい
はプリプレグシート２７を図７に示すように所定幅に切
断して第１の強化繊維シートあるいは第１のプリプレグ
シート、および第２の強化繊維シートあるいは第２のプ
リプレグシートを作製する。

【００５４】そして図８に示すように、たとえばナイロ
ンチューブ２８が被覆された芯材２９上に、まず第１の
強化繊維シートあるいはプリプレグシート３０を捲回
し、その開口部３１を覆いかつ開口部３１の両側で第１
の強化繊維シートあるいはプリプレグシート３０とオー
バラップするように、第２の強化繊維シートあるいはプ
リプレグシート３２を捲回することにより、図５に示し
たようなプリフォームが形成される。

【００５５】上記のような、いわゆる２分割構成のプリ
フォームにおいては、従来のように１層毎に積層して構
成する場合に比べ、金型成形時に移動する層間が合計２
箇所しかないことから、成形が容易で、つまり内圧負荷
時に両強化繊維シートあるいはプリプレグシートが容易
に膨張、移動し、移動不良が極めて少なく、成形不良が
殆ど発生しない。また、芯材への捲回回数も内、外積層
体の２回だけで済むため、作業時間が短く、高効率であ
る。また捲回する回数が少ないことと、捲回されるプリ
プレグ等が既に多層に積層されたものであるため、剛性
が高く捲回作業の機械化、即ち自動化が容易となる。な
お、上記例は、２組の強化繊維シートあるいはプリプレ
グシートからなる、２分割構成の例を説明したが、成形
性や作業性改善の点、および機械化の点から、４組の構
成でも効果は充分にある。

【００５６】上記のように形成されたプリフォームの外
側には、前述の如く、不織布層が設けられていることが
好ましい。不織布層としては、その繊維の単糸径が２０
μｍ以下、目付が１００ｇ／ｍ²以下であることが好ま
しい。このような不織布層が設けられたプリフォーム
は、たとえば図９に示すような構成を有する。

【００５７】上述のような、いわゆる２分割構成のプリ
フォームは、次のような装置を用いて形成できる。すな
わち、本発明に係る管状プリフォームの製造装置は、筒
状フイルムを被せた芯材とその芯材上に設けた強化繊維
のプリプレグシートとを保持するとともに、プリプレグ
シートを芯材の外形に沿って芯材の上下面に押圧する、
上下方向に移動可能な上下一対の第１のプレス手段と、
プリプレグシートを芯材の外形に沿って折り曲げ、折り
曲げられたプリプレグシートを芯材の側面に押圧する、
左右方向に移動可能な左右一対の第２のプレス手段とを
有していることを特徴とするものからなる。ここで、第
２のプレス手段は、たとえば上下二段に設けられてい
る。

【００５８】たとえば図５に示した形態のプリフォーム
は、図１０〜図２０に示すように、上下プレス板４１、
４２と、左右に上下二段に設けられたプレス板４３、４
４、４５、４６とを有する装置を用いて次のように形成
される。

【００５９】なお、使用するナイロンチューブ被覆芯材
４７は、断面が四角形であって、テーパがかかっていて
はならない。また、上下プレス板４１、４２の幅は、芯
材４７の横幅より狭い必要があり、左右プレス板４３〜
４６の高さは、芯材４７の厚みよりも大きい必要があ
る。

【００６０】また、各プレス板は、プリプレグの折曲げ
動作時、所定の位置に順次移動する。本実施態様ではプ
レス板の移動は、電動モータによっているが、流体圧を
利用したシリンダ等、他の手段を使用することもでき
る。また、プリプレグシートは、表面にタック性がある
ため、プレス板に接着してしまうことのないように、プ
レス板の表面にテフロンコーティング等の難粘着処理を
行うことが望ましい。さらに、折曲げ動作時、プリプレ
グシートがずれないように保持するために、上下プレス
板のプレス面の複数箇所に吸着パッドを埋め込んで、必
要時にプリプレグを吸着することも効果的である。

【００６１】また、プリプレグ折曲げ時には、プリプレ
グが芯材４７にしっかりと接着するためのタック性と、
折曲げた後、プリプレグシートが剥がれて元の状態に戻
ってしまわないようなドレープ性が必要であるので、装
置内の雰囲気温度をプリプレグの折曲げに最適な温度に
保つための加温設備を設けてある（図示略）。この加温
装置は、電熱ヒータを上下プレス板のプレス面に埋め込
むように構成してもよい。

【００６２】図１０〜図２０に示した成形工程は、人ま
たは機械的手段によりプリプレグ折曲げ部に積層プリプ
レグおよびチューブ被覆芯材４７を配置する工程と、配
置後、作業者が装置のスタートボタンを押すことによ
り、装置が自動動作を行い、６個のプレス板が順次移動
して、プリプレグを折曲げ、芯材に捲回する工程からな
る。

【００６３】まず、図１０に示すように、下プレス板４
２が中心点よりも上の位置まで上昇する。次に、下プレ
ス板４２の上に、プリプレグシート４８、チューブ被覆
芯材４７を順次配置する。

【００６４】次に、図１１に示すように、上プレス板４
１が下降して、プリプレグ４８と芯材４７をプレスす
る。次に、右下、左下プレス板４６、４５が中心点に向
かって前進する。このとき図１２に示すように、上下プ
レス板４１、４２がプリプレグ４８と芯材４７を挟んだ
まま下降して、プリプレグ４８を折曲げる。そして、図
１３に示すように、右下、左下プレス板４６、４５が、
中心点に向かって前進して芯材４７を挟み、プリプレグ
４８を９０度折曲げ、プレスする。次に上プレス板４１
が上昇する。

【００６５】次に、図１４に示すように、右上、左上プ
レス板４４、４３が中心点まで前進し、プリプレグ４８
を略Ｃ型に折曲げ、下プレス板４２が上昇してプレス
し、Ｃ型を定着させる。

【００６６】次に、図１５に示すように、右上、左上プ
レス板４４、４３が後退し、芯材４７の上に次のプリプ
レグ４９を配置する。

【００６７】次に、図１６に示すように、上プレス板４
１が下降してプリプレグ４９と芯材４７を挟む。そして
右下、左下プレス板４６、４５が後退する。

【００６８】次に、図１７に示すように、上下プレス板
４１、４２が芯材４７とプリプレグ４８、４９を挟んだ
まま下降する。その後、右上、左上プレス板４４、４３
が中心点に向かって前進する。

【００６９】次に、図１８に示すように、上下プレス板
４１、４２が芯材４７とプリプレグ４８、４９を挟んだ
まま上昇して、プリプレグ４９を折曲げる。そして、図
１９に示すように、右上、左上プレス板４４、４３が、
中心点に向かって前進して芯材４７を挟み、プリプレグ
４９を９０度折曲げ、プレスする。次に、下プレス板４
２が下降する。

【００７０】さらに、図２０に示すように、右下、左下
プレス板４６、４５が中心点まで前進し、プリプレグ４
９を略Ｃ型に折曲げ、上プレス板４１が下降してプレス
し、Ｃ型を定着させる。プレス板を後退させて成形され
たプリフォームを取り出すと、図５に示したようなプリ
フォームとなる。

【００７１】ここで、さらに、プリプレグシートを捲回
する場合には、次のプリプレグシートを装置内に配置し
て、今までの工程を繰り返せば良い。また、上記工程
は、一例であって、プレス板の移動順序、位置等を成形
するプリフォームに合わせて変更することも可能であ
る。

【００７２】上記のような装置を用いてプリフォームを
形成すれば、装置内に積層プリプレグシート、チューブ
被覆芯材を順次配置することにより、装置内の６つのプ
レス板が順次移動して、半自動的に積層プリプレグシー
トをチューブ被覆芯材に捲回でき、かつ捲回回数も原則
として２回でよいので、品質の安定した長尺プリフォー
ムを効率よく、短時間で成形することができる。

【００７３】本発明に係るプリフォームは、上記のよう
な２分割構成のプリフォームの他、編組を用いた構成と
することもできる。

【００７４】すなわち、本発明に係るＦＲＰ製曲がり管
あるいはラケット成形用プリフォームは、強化繊維から
なる編組層と、この編組層の外側に配した不織布層とを
有していることを特徴とするものからなる。

【００７５】この編組層はプリプレグ化されていること
が好ましい。また、編組層としては、多重の編組から構
成することもできる。

【００７６】ここで、上記不織布層の不織布を構成して
いる繊維の単糸径が２０μｍ以下で、目付が１００ｇ／
ｍ²以下であることが好ましい。

【００７７】上記編組プリフォームの製造方法を、たと
えば図２１に示した製造装置を参照して説明する。編組
機５１、５２、５３を多重連（本例では３連）で用い
て、気密性膨張管５４（たとえばナイロンチューブ）の
上に強化繊維の繊維束５５を多重編組し、該編組５６を
樹脂液５７に浸漬して樹脂を含浸し、加熱乾燥装置５
８、水冷ターンロール５９、６０、加熱乾燥装置６１を
通して溶媒を乾燥し、水冷ターンロール６２を通した
後、その上に不織布６３を上下から貼付し、カレンダー
装置６４でプレスした後、該多重層編組プリプレグ６５
を巻取る方法である。

【００７８】上記のような方法、装置においては、編組
角度（軸線方向を０°として）１０°〜６０°の範囲で
各層同一角度又は各層異なる角度で編組し、繊維体積含
有率は４０〜７０％（樹脂体積含有率３０〜６０％）と
することが好ましい。

【００７９】また、気密性膨張管５８としては、ナイロ
ン、ポリエステル、ポリプロピレン、シリコーン、ゴム
系等、通常使用される任意のポリマー材料が使用でき
る。また、図示の如く、気密性膨張管５４の外に、繊維
束又はテープ状布帛６６（織布、不織布）を同時に通
し、その上に多重編組することもできる。

【００８０】含浸する樹脂としては、エポキシ、不飽和
ポリエステル、ビニルエステル、フェノール、他の通常
使用される熱硬化性樹脂が使用できる。また、強化繊維
としては、炭素繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維、
他の通常複合材料の強化繊維に使用し得る繊維が使用で
き、同種繊維又は異なる繊維のハイブリッド構成の両方
が可能である。

【００８１】不織布としては、炭素繊維、ガラス繊維、
ポリアラミド繊維、他の通常の繊維からなる不織布又は
プリプレグが使用できる。

【００８２】このような方法においては、樹脂含浸を容
易にするため、溶媒稀釈により含浸用樹脂の粘度を調整
することが好ましい。粘度調整により、多重層であって
も容易に完全含浸ができる。また、溶媒系であるため樹
脂配合組成の制約はなく、溶媒可溶の原材料を自由に選
択使用することができる。

【００８３】また、編組表面に不織布を配置することに
より、ＦＲＰ成形の際のボイド、ピンホール等の表面欠
陥をほとんどなくすことができる。また、編組表面に貼
付する不織布を何も加工していない不織布そのもの、又
は片面にだけ樹脂を塗布したプリプレグにすることによ
り、離型紙によるセパレートが不要になり、使用時の取
り扱い性も良好となる。

【００８４】さらに、従来の問題点であった編組の寸法
安定性を解決するためには編組の伸びを抑えればよい。
そのための手段として、編組組織とは別に中芯に伸びを
抑える繊維束又はテープ状布帛６６を挿入することによ
り、編組の寸法安定性を確保するとともに編組の成形形
状へのフィット性を損なわず軸方向の補強材として作用
させ、三軸編組と同様の効果を得ることができる。

【００８５】このような編組プリフォームの連続製法に
おいては、高生産性、省人化、均質性、樹脂完全含浸容
易、樹脂原材料の選択幅大、成形材料の設計自由度大、
取り扱い性良好、寸法安定性良好、成形品の表面品位良
好、後修正加工省略、高品質、低コスト等の種々の効果
が得られる。

【００８６】なお所定形状の曲がり管やラケット用プリ
フォームを形成するに際し、管状プリフォーム内の少な
くとも一部にハニカム体や木材からなる芯材を配してお
くこともできる。たとえばラケットフレームについて
は、図２２や図２３に示すように、フレーム７１、７２
の内部にハニカム体７３、７４を配してサンドウィッチ
構造としたものである。これにより、ガット張力による
座屈の防止（ガット引抜き強度の増大）、軽量化を図っ
たり、剛性を高めることができる。ハニカム体７３、７
４を配する位置は、対ガット引抜き強度の場合は外側に
（図２２）、対剛性向上の場合は横断面上下にする（図
２３）。

【００８７】また、ラケットのヨーク部についても同様
に構成できる。すなわち、従来のヨークは、ウレタン発
泡体の両面にＥＶＡ（エチレンビニルアルコール）シー
トなどの発泡材料を配し、それにプリプレグを巻きつ
け、フレーム成形時の加熱（ＥＶＡ発泡）・硬化により
成形させるものが主流であった。しかし、この方法では
内圧が十分かからないことや、コアとなるウレタン発泡
体に補強効果がほとんど無いために、ＦＲＰ層を厚くす
る必要があり重量増につながっていた。

【００８８】そこで、図２４、図２５に示すように、ヨ
ーク７５、７６の内部にハニカム体７７、７８を配し、
ガット７９、８０の張力による座屈を防止する。ハニカ
ム体７７、７８を配する位置は、ハニカム体が外側の殻
に接することを基本とし、発泡材料を併用して成形する
とよい。発泡材料に粉末や粒状のものを用いれば内側
（打球面側）の殻にも接するサンドウィッチ構造とする
ことができる。

【００８９】次に、プリフォームの賦形について説明す
る。上記のように形成された長尺のプリフォームは、曲
がり管、たとえばラケット形状に合わせて、ＦＲＰへの
成形前に予め賦形される。

【００９０】たとえば、ラケット用成形基材をラケット
成形用金型のキャビティ内に装着する前に、実質的にキ
ャビティの形状をした型、たとえば、キャビティの形状
に沿う形状の凸部を有する型（たとえば木型）を用い、
成形基材に張力を付与しつつ、一対の押し付けローラに
より成形基材を前記凸部の外周に押し付け、成形基材を
前記凸部の形状に沿う形状に賦形する方法である。

【００９１】より具体的には、図２６に示すように、筒
状フイルム８１上に所定のプリプレグや強化繊維シート
８２等を捲回し、さらには必要に応じて前述の如き不織
布層（図示略）を被覆した長尺のプリフォーム８３を、
長さ方向両外側に向けて張力を付与（保持）しつつ、予
めヨーク部用プリフォーム８４が装着された凸部８５を
有する型８６の凸部８５に沿わせて賦形する方法であ
る。

【００９２】この賦形は、たとえば図２７に示すような
自動賦形機９０を用いて行うことができる。図において
は、９１は両側に設けられたプリフォームガイドであ
り、一対の張力保持機構９２により、プリフォーム８３
にその賦形時に張力が付与（保持）される。９３は一対
の押し付けローラを示しており、エア又は油圧シリンダ
９４によってプリフォーム８３を左右対称に、木型８６
の凸部８５の外周に押し付けていく。

【００９３】まず、図２７に示したように、真直偏平な
プリフォーム８３をプリフォームセット位置に配置す
る。そして、Ｈ型のヨーク部プリフォーム８４を型８６
のヨーク部セット位置に配置する。この時、型８６と押
し付けローラ９３は、初期位置にある。張力保持ローラ
９２がプリフォーム８３を挟んで張力保持する。

【００９４】次に図２８に示すように、型８６が前進し
て、プリフォーム８３にあたり、押し付けローラ９３が
プリフォーム８３を型８６の凸部８５に押し付けていく
ことにより、プリフォーム８３を凸部８５に合わせて折
曲げる。

【００９５】型８６がさらに前進し、図２９に示すよう
に、押し付けローラ９３がヨーク部セット位置に配置さ
れたヨーク部プリフォーム８４にプリフォーム８３を押
し付けて接着する。

【００９６】そして、図３０に示すように、グリップ部
付け根部で、プリフォーム８３が重なり、押し付けロー
ラ９３で押さえてグリップ付け根を強く接着した後、押
し付けローラ９３の押し付け力を押し付け力切り替え機
構（図示略）により弱くする。

【００９７】型８６がさらに前進することにより、図３
１に示すように、プリフォーム８３が押し付けローラ９
３に挟まれながら移動して、グリップ部９５が接着され
る。

【００９８】型８６が行端まで移動して停止する（図３
２）。型８６からプリフォーム８３を取り出し、押し付
けローラ９３、型８６が初期位置に復帰する。賦形され
たプリフォームは、人が、接着部にプリプレグをまいて
補強した後、金型に投入されて、加圧加熱成形される。

【００９９】なお、上記においては、押し付けローラ９
３の押し付け力は切り替え機構（たとえばエアシリンダ
の駆動圧力の切り替え）により、切り替えられるが、こ
れは、グリップ部接着工程までは、プリフォーム８３の
しわの発生を防ぎ、ヨーク部８４を強く接着するため、
ローラの押し付け力を強くし、グリップ部接着工程で
は、グリップ部付け根部が張力により剥がれるのを防ぐ
ため、ローラの押し付け力を弱くするためである。

【０１００】また、押し付けローラ９３のエアシリンダ
９４の取り付け角度は、トップ部付近のしわの防止、ヨ
ーク部及びグリップ部の接着力向上のため、機軸９６に
対して、４５〜９０°の範囲内であることが望ましい。
この角度を４５°、７５°、９０°で比較したところ、
４５°ではヨーク部、グリップ部付近で押し付けローラ
９３がプリフォーム８３を型に押し付ける方向に力が十
分作用しない。また、９０°では、押し付けローラ９３
がプリフォーム８３の押し付けを開始する位置が後退す
るため、トップ部でのプリフォーム内周側でのしわの発
生防止の機能を果たさない。トップ部でのしわの発生防
止、ヨーク部、グリップ部の接着力向上のためには、７
０〜８０°が最も適している。

【０１０１】なお、押し付けローラ９３の押し付け機構
としては、図示したエアシリンダ以外の機構でも構わな
い。シリンダの直線往復運動の他に、機構は複雑になる
が、リンク機構により押し付けローラの押し付け方向を
型のカーブに合わせて変化させても良い。さらに、ロー
ラの表面はテフロンコーティング等の難粘着処理を行う
ことが望ましい。

【０１０２】張力保持機構９２は、一対の張力保持機構
９２が、機軸９６に対して対称に、プリフォームセット
位置に配置されている。より詳細な機構として、図３３
に示すように、固定ローラ９７と移動ローラ９８からな
り、エアシリンダ９９で移動ローラ９８を移動させ、プ
リフォーム８３を挟んで張力を保持する。固定ローラ９
７、移動ローラ９８とも、バンドブレーキ１００で回転
力を規制することにより、張力を調整できる。

【０１０３】型８６としては、長方形の板の上にラケッ
トフレームの形状をした凸部８５（ガット面の形状をし
た楕円部とヨーク部以降グリップ付け根までの三角部）
が突設された構造になっている。図２６に示したよう
に、楕円部と三角部の間にＨ型のヨーク部プリフォーム
８４をセットできるようになっている。

【０１０４】この型８６は、装置の機軸上にあり、プリ
フォームセット位置の手前から賦形の終了する行端ま
で、機軸上を移動する。駆動は、モータの回転運動をボ
ールねじで直線運動に変換しているが、他の駆動方法で
も可能である。型８６のプリフォーム８３が当たる面に
は、難粘着処理（テフロンコーティング等）を行うこと
が望ましい。そうしないと、賦形後、プリフォーム８３
を型８６から取り出すのが困難になり、形が崩れるおそ
れがある。

【０１０５】また、ヨーク部付近は、実際のラケットフ
レームでは、凹んでいるが、その形状のままで型を作成
すると、プリフォーム８３にかかる張力のため、一度接
着されたプリフォーム８３とヨーク部プリフォーム８４
が剥がれてしまうおそれがある。そのため、型の形状
は、少し形を崩して、ヨーク部付近が直線状（図３４）
または外側に膨らんでいる形状にすることが好ましい。
各接着部の位置が正しければ、カーブの曲率が実際と多
少異なっていても問題ない。

【０１０６】押し付けローラ９３の押し付け力は、たと
えば、エアシリンダ９４の駆動圧力を電磁弁（図示略）
で切り替えることにより切り替えることができる。たと
えば大きい方の圧力を、押圧力にて、４ｋｇｆ／ｃｍ²
程度とし、小さい方の押圧力を２ｋｇｆ／ｃｍ²程度に
設定すればよい。

【０１０７】従来は人手により、樹脂製又はゴム製のチ
ューブを被覆した芯材に、プリプレグを複数枚捲回して
作成した真直偏平なプリフォームを、ラケットフレーム
の形状をした木型に巻きつけ、ヨーク部、グリップ部を
接着していた。このような方法では、プリフォームを型
にあわせて曲げる時、内周側にしわが発生しやすいの
で、プリフォームの両端を引っぱりながら曲げる必要が
ある。したがって、作業者が疲れる、人の力では強い張
力をかけられない、張力が一定しない、等の問題があっ
た。また、常温では、プリフォームの柔軟性が低く、人
の力では型に合わせて曲げるのが大変であるため、型に
合わせて曲げやすいように、ホットプレートでプリフォ
ームを加熱して、プリフォームを柔らかくしていた。そ
のため、プリフォームが柔らかいので、折曲げ時や、型
から取り出す時に形が崩れやすい、取扱が面倒（粘着性
が高い）なので不良品が出やすい、等の問題も生じてい
た。さらに、時間がかかる、作業効率が悪い、また人手
によるため、画一的でなく、品質上ばらつきが生じる、
等の問題もあった。

【０１０８】前述の如き自動賦形装置、方法とすること
により、常温（２５〜３５度）でもある程度剛性のある
プリフォームの両端を、張力保持機構により強い力で引
っ張りながら型に合わせて曲げることができ、プリフォ
ームの内周側のしわの発生を防ぐことができる。

【０１０９】また、押し付けローラでプリフォームを型
に押し付けながら賦形することにより、プリフォーム内
周側のしわの発生を防ぐことができ、さらにヨーク部、
グリップ部の接着も好ましい状態にて行うことができ
る。

【０１１０】また、常温でプリフォームを賦形するの
で、プリフォームの粘着性は高くないがプリフォームに
剛性がある程度あるので、一度賦形すると形崩れがしに
くく、十分に所望のラケットの形を保持できる。

【０１１１】さらに、品質の安定、収率の向上、成形時
間の短縮、省人化、作業効率の向上等が可能となる。

【０１１２】次に、本発明に係るＦＲＰ製曲がり管およ
びラケットのＦＲＰ成形品の製造方法について説明す
る。まず、本発明に係るＦＲＰ製曲がり管あるいはラケ
ットの製造方法は、筒状フイルムを被せた可撓性チュー
ブを強化繊維のプリプレグで被覆してなる成形基材を金
型のキャビティに入れ、金型を加熱するとともに前記可
撓性チューブ内を３０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ以上に加圧して
前記成形基材を金型に圧接することを特徴とする方法か
らなる。

【０１１３】このプリプレグの上には、単糸径が２０μ
ｍ以下で、目付が１００ｇ／ｍ²以下の不織布が巻きつ
けらていることが好ましい。

【０１１４】このような方法は、いわゆる一般に内圧成
形法と呼ばれるものの一種であるが、負荷圧力が３０ｋ
ｇ／ｃｍ²・Ｇ以上と通常圧力に比べはるかに高いの
で、本明細書では特に「高圧成形法」と呼ぶ。

【０１１５】すなわち、従来技術の項で述べたように、
従来は主として圧縮性流体（たとえば空気）を用い、比
較的低圧での内圧成形であった。上記本発明に係る高圧
成形法は、たとえば一端が閉塞され他端に外部の加圧装
置から非圧縮性流体からなる加圧媒体を導入するための
継手が接続された可撓性チューブを用いて、漏れのない
状態で可撓性チューブを膨張させ、成形基材を膨張させ
て成形するものである。

【０１１６】このような方法は、次のような装置を用い
て実施される。すなわち、本発明に係るＦＲＰ製曲がり
管あるいはラケットの製造装置は、可撓性チューブに被
せた筒状フイルムを強化繊維のプリプレグで被覆してな
る成形基材が入れられるキャビティを有する金型と、前
記可撓性チューブ内に非圧縮性流体からなる３０ｋｇ／
ｃｍ²・Ｇ以上の加圧媒体を供給する加圧媒体供給手段
とを有していることを特徴とするものからなる。

【０１１７】ここで、前記可撓性チューブとしては、そ
の材質は熱硬化製樹脂の硬化温度に加熱しても成形時の
力では破断が生じない程度の強度を有する耐熱性のもの
であることが好ましく、具体的には硬度８０（ＪＩＳ
Ａ）以下のシリコンゴム、フッ素ゴムが好ましく、十分
な伸びを得るためには更に硬度４０（ＪＩＳＡ）のシリ
コンゴムチューブがより好ましい。また、チューブ断面
形状は、可能ならば成形品断面形状と近似した形状のも
のを用いるのが成形後チューブを抜き去るのに好都合で
ある。また、チューブの外形寸法は、成形後に成形品か
らチューブを容易に引き抜くことができる寸法のもの、
具体的にはチューブの限界伸び率を考慮して、金型内壁
断面積の５０〜８０％程度のものが好ましい。

【０１１８】チューブの一方の端部を閉塞する方法とし
ては、製造時に一端部を閉塞状態に成形する方法の他、
接着する方法、両端解放のチューブの一端部を例えばワ
イヤ等で絞り込む方法や、折り曲げ状態で金型にセット
して合わせ面の押圧力で閉塞する方法等が挙げられる。
一方、可撓性チューブの他方の端部は、かしめ部分のチ
ューブを二重構造とすることによりかかる部分の剛性を
向上させると共に、チューブの肉厚を加工前の肉厚に対
して４０〜７０％、より好ましくは５０〜６０％になる
ようにするのが好ましい。この二重構造とするための補
強部材としては、シリコンゴム、フッ素ゴム、硬質ゴ
ム、金属製ブレード等が好ましい。

【０１１９】そして、チューブ内に充填する非圧縮性流
体としては、熱硬化樹脂の硬化温度で気化せず、かつ、
長期間使用時に物性の劣化が生じないものが好ましい。
具体的には、例えば、タービン油、シリコンオイル等を
用いることができ、これらの中で安価で入手し易いター
ビン油が好ましい。これら非圧縮性流体により、可撓性
チューブ内を少なくとも３０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ以上の圧
力、好ましくは７０〜１００ｋｇ／ｃｍ²・Ｇの圧力ま
で加圧する。かかる圧力、特に少なくとも３０ｋｇ／ｃ
ｍ²・Ｇ以上の圧力に加圧する理由は、発明者らにおい
て実施した表面凹部の塗装後における視覚テスト結果に
基づく。すなわち、アルミ板表面に直径０．１ｍｍから
１．０ｍｍまで針状物を押し付けることにより０．１ｍ
ｍ刻みの凹部を設け、当該アルミ板を塗装後肉眼で観察
できる凹部の大きさを調べたところ、直径０．３ｍｍ以
下のものはほとんど表面品位に影響がないが、０．４ｍ
ｍを境として０．５ｍｍになると欠陥が観察できるよう
になった。このことから、直径０．５ｍｍの欠陥を直径
０．３ｍｍまで圧縮するために必要な圧力ｐは、ｐ／ｐ₀＝（０．５／０．３）³ となる。ここで、ｐ₀は、従来技術による成形圧力約７
ｋｇ／ｃｍ²・Ｇとするとｐは少なくとも約３０ｋｇ／
ｃｍに・Ｇ以上の圧力が必要となる。一方、その上限圧
力としては、特に制限はなく表面欠陥防止の観点からは
高ければ高いほど好ましいのであるが、実用性の点から
は１５０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇである。

【０１２０】なお、可撓性チューブの外周に筒状のフイ
ルムを挿入する理由は、繊維強化プラスチック製中空管
の成形後に、成形品が容易に可撓性チューブから引き抜
けるようにするためである。したがって、金型加熱時に
溶融しないようにするため、筒状フイルムの材質は、加
熱温度よりも融点が３０〜４０℃以上高い材料、例えば
ポリアミド、ＰＥＴ等の材質からなるフイルムを用いる
のが好ましい。

【０１２１】上記方法および装置の一実施態様を図面に
基づいて説明する。図３５は、本発明方法に用いられる
可撓性チューブ１０１の全体斜視図であり、チューブ１
０１が筒状のフイルム１０２の内部に差し込まれ、フイ
ルム１０２の外周には更に繊維強化シート１０３（プリ
プレグ）が巻きつけられた状態を示している。かかるフ
イルム１０２の外周にプリプレグ１０３が巻きつけられ
たものが成形基材１０４（プリフォーム）である。

【０１２２】本発明方法の実施に際し、まず前準備とし
て図３５の状態にしなければならないのであるが、その
具体的工程は以下のとおりである。まず、図示しない例
えば、木材、竹、プラスチックなどの芯材を、材質がポ
リアミドからなる筒状のフイルム１０２の中に挿入す
る。次いでフイルム１０２の外周に熱硬化性樹脂である
エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の成形すべき用途に応
じた熱硬化性樹脂が予め含浸された繊維強化シート１０
３（プリプレグ）を所定回数、捲回して積層し、しかる
後に芯材を抜き取り、上記可撓性チューブ１０１を挿入
するのである。

【０１２３】本実施態様では上記芯材上の筒状フイルム
１０２には、肉厚０．１ｍｍのポリアミドフイルムを使
用した。繊維強化シート１０３は、いわゆるプリプレグ
と呼ばれるもので、本実施態様では強化繊維である炭素
繊維にエポキシ樹脂を含浸させたものである。

【０１２４】可撓性チューブ１０１は、図３６に全体図
を示すように、外形が１３ｍｍで硬度４０（ＪＩＳＡ）
のシリコンゴムチューブを長さ１８００ｍｍに切断し、
その右端部を接着することにより閉塞し、左端部は図示
しない外部加圧装置と連結できるように市販のワンタッ
チカップラー継手のオス側継手１０６を接続した。すな
わち、継手１０６の拡大部分断面図である図３７に示す
ように、可撓性チューブ１０１の左端部を、チューブ１
０１からの液体漏れ防止と剛性向上のためにチューブ内
周面に補強リング１１４を固定して二重構造とし、そし
てこの二重構造のチューブ端部の外周をかしめリング１
１３により、かしめ後のチューブ肉厚がかしめ前の肉厚
の５５％となるように加工した。

【０１２５】次に、以上に説明した可撓性チューブ１０
１を用いて中空の曲がり管、具体的にはラケットフレー
ムを製造する手順を図３８に基づいて説明する。図３８
において、１１５は、上記可撓性チューブ１０１のオス
側継手１０６と耐圧ホース１１２を介して接続される外
部加圧装置で、２本の油圧シリンダ１１７、１１８内に
１本のロッド１１９の両端部に固定されたピストン１２
０、１２１が進退する、いわゆるデュアルタイプのシリ
ンダ／ピストン装置である。この加圧装置１１５は、油
圧ポンプ１２２によって製造された圧力油が配管１２３
および切替弁１０９を経てシリンダ１１７内に充填され
ると、共通ロッド１１９が右方向に移動し、シリンダ１
１８内のタービン油１０５がピストン１２１によってバ
ルブ１１０、耐圧ホース１１２、継手１０６を経てチュ
ーブ１０１内に充填され、チューブ１０１を膨張させる
ようになっている。また、チューブ１０１をフイルム１
０２から引き抜く際には、前もって共通ロッド１１９を
左方向に移動させ、収縮させてから引き抜くようになっ
ている。なお、１１１は、充填圧力確認のための圧力計
である。

【０１２６】本実施態様では、金型１０７は、図に示す
ようにキャビティがラケットフレームの形状をした下型
１０７ａと、この下型の上部に固定する上型１０７ｂと
からなる金型を用いた。まず、図３５の状態の成形基材
１０４を可撓性チューブ１０１と共に図３８に示すよう
に下型１０７ａのキャビティに沿って曲げながら装着し
たのち、ヨーク１０８を装着した。なお、チューブ１０
１の一方の端部は、キャビティからはみ出させ、図に示
すように下型の合わせ面に乗せた。この場合、予め金型
温度を４０〜６０℃に保温しておくと繊維強化シート１
０３が軟化するため装着が非常に容易になる。次いで上
下金型１０７ａ、１０７ｂを図示しないホットプレス機
で型締めすることにより、金型１０７ａ、１０７ｂを一
体化せしめるとともに、両型の合わせ面によりチューブ
先端１１６を圧塞した。しかる後に外部加圧装置１１５
からタービン油を送り出すと共に１００ｋｇ／ｃｍ²・
Ｇの圧力まで加圧して、成形基材１０４をフイルム１０
２と共に金型のキャビティ内で膨らませ、キャビティの
内壁面に強く圧着させた。

【０１２７】次いで、金型１０７を１５０℃まで加熱し
てエポキシ樹脂を硬化させた後、タービン油を外部に抜
き出して圧力を解放した後成形品を金型１０７から取り
出した。そして最後に、成形品から可撓性チューブ１０
１を引き抜くことにより、目的のＦＲＰ製ラケットフレ
ームを得た。

【０１２８】このような製造方法によれば、従来にない
高い内圧力を有する非圧縮性流体により、可撓性チュー
ブから漏れが発生しない状態で成形できることから、繊
維強化シートの金型内壁面への圧接不良に起因する表面
欠陥のない品質の優れたＦＲＰ製曲がり管やラケットフ
レームを製造することができる。

【０１２９】なお、上記高圧成形法における可撓性チュ
ーブの継手部の構造として、図３７に示した以外、図３
９に示すように、継手１０６との接続部分１２４におい
て可撓性チューブ１２５を肉厚構造にしておく構成でも
よい。そして、接続部分１２４のチューブ肉厚ｔと、上
記接続部以外に係る部分のチューブ１２５の肉厚ｔ０と
が、ｔ＞ｔ０になる関係を有し、好ましくはかしめ加工
後のチューブの肉厚をｔ′とすると、０．４＜（ｔ−
ｔ′）／ｔ＜０．７なる構成を採ることが望ましい。以
下、［（ｔ−ｔ′）／ｔ］×１００をかしめ率と呼ぶ。

【０１３０】可撓性チューブの上記端部は、かしめ部分
のチューブを二重構造あるいは上記のような肉厚構造と
することによりかかる部分の剛性を向上させると共に、
かしめ率４０〜７０％、より好ましくは５０〜６０％に
なるようにするのが好ましい。二重構造とするための補
強部材としては、シリコンゴム、フッ素ゴム、硬質ゴ
ム、金属性ブレード等が好ましい。

【０１３１】上記の方法は、いわゆる高圧成形法につい
て説明したが、本発明に係る不織布層を有するＦＲＰ製
曲がり管やラケットは、通常の内圧成形法、つまり、比
較的低圧の内圧を負荷する方法でも製造可能である。

【０１３２】すなわち、本発明に係るＦＲＰ製曲がり管
あるいはラケットの製造方法は、筒状フイルムを強化繊
維のプリプレグで被覆し、さらにそのプリプレグの上
に、単糸径が２０μｍ以下で、目付が１００ｇ／ｍ²以
下の不織布を巻きつけてなる成形基材を金型のキャビテ
ィに入れ、金型を加熱するとともに前記筒状フイルム内
を加圧して前記成形基材を金型に圧接することを特徴と
する方法からなる。

【０１３３】上記方法においては、不織布も、プリプレ
グ化しておくことが好ましい。

【０１３４】このような通常の内圧成形法であっても、
成形基材の外層に上記のような特定の不織布層を設けて
おくことにより、前述の如く、成形の際の樹脂の良好な
流動性と脱気性とが確保され、ボイドやピンホール、樹
脂流れの不良箇所のない表面品位の良好な成形品を得る
ことができる。

【０１３５】上記のような高圧成形法あるいは通常の内
圧成形法においては、成形の容易性、脱型の容易性を向
上するために、上下分割型の金型および分割自在に構成
された中子を内包する金型を用いることが好ましい。す
なわち、本発明に係る繊維強化プラスチック製曲がり管
あるいはラケットの製造装置は、筒状フイルムを強化繊
維のプリプレグで被覆してなる成形基材が入れられるキ
ャビティを有する上下分割型の金型と、前記筒状フイル
ム内に加圧媒体を供給する加圧媒体供給手段とを有し、
かつ、下側の金型が分割自在に構成された中子を内包し
ていることを特徴とするものからなる。このような装置
は、後述のＲＴＭ法でも適用できる。

【０１３６】また、本発明に係るＦＲＰ製曲がり管やラ
ケットは、筒状フイルムの外周に強化繊維シートを捲回
し、それを型内に装着した後樹脂を注入する、いわゆる
Resin Transfer Molding法（以下、ＲＴＭ法と略称する
こともある。）によっても製造可能である。

【０１３７】すなわち、本発明に係るＦＲＰ製曲がり管
あるいはラケットの製造方法は、筒状フイルムを強化繊
維で被覆し、さらにその強化繊維の被覆層の上に、単糸
径が２０μｍ以下で、目付が１００ｇ／ｍ²以下の不織
布を巻きつけてなる成形基材を金型のキャビティに入
れ、金型を加熱し、前記筒状フイルム内を加圧するとと
もに前記キャビティ内を減圧しながらそのキャビティ内
に樹脂を注入することを特徴とする方法からなる。

【０１３８】この方法においては、成形基材の強化繊維
層は樹脂が含浸されるのでプリプレグ化しておく必要は
ないが、不織布をプリプレグ化しておくことはさしつか
えない。

【０１３９】この方法は、より具体的には、たとえば、
強化繊維を筒状に形成したプリフォームとその内層に可
撓性チューブを配置した成形基材を成形温度に昇温した
金型にセットし、可撓性チューブを与圧し同時にキャビ
ティを減圧しながら、注入速度１〜７ｇ／秒、注入圧力
２〜１５ｋｇｆ／ｃｍ²で金型内に樹脂を注入し、５分
以上２０分以下で硬化させる方法である。

【０１４０】この方法においては、プリフォームがフィ
ラメントワインディングによるものまたは編組からなる
ことが好ましく、内層に可撓性チューブを配置した成形
基材が用いられる。上記成形基材を、所望の曲がり管形
状、たとえばラケットフレームの形状をしたキャビティ
を有する下金型に曲げながら入れる。このとき、後のチ
ューブ内の与圧の必要から、チューブの一端部を緊縛す
るなどして閉塞すると共に、他端部に圧力空気等の加圧
媒体導入用のカプラーをとりつけておく。次に、上金型
を閉じ、可撓性チューブ内に０．５〜２ｋｇｆ／ｃｍ²
の圧力空気を導入しながら樹脂注入する。

【０１４１】成形基材をセットする金型は、あらかじめ
成形温度近くに昇温しておくことにより成形サイクルが
短縮でき成形コストの低減ができる効果と、注入した樹
脂粘度が下がり含浸性を上げる効果がある。さらに成形
基材を下型にセットし上金型を閉じた金型のキャビティ
内を減圧することにより、注入した樹脂の基材への含浸
性や成形物の表面性が良好となる。減圧の方法としては
キャビティを真空ポンプで引きながら樹脂注入しても良
いし、キャビティを真空ポンプで引き、ついで金型の減
圧口を閉じキャビティ内が減圧状態のところへ樹脂を注
入する方法のいずれでもよい。但し、キャビティ内の減
圧状態が真空ポンプで引かずまた樹脂も注入しない状態
で３００Ｔｏｒｒ以下を保持する時間が３分以上である
シール性を有していることが好ましい。３分以内である
と樹脂注入時に泡を巻き込みやすく、表面性や樹脂含浸
性が低下する。

【０１４２】使用する樹脂は、エポキシ樹脂や不飽和ポ
リエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂
等の熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの樹脂の粘度は
注入時の温度状態で５０センチポイズ以上１０ポイズ以
下であることが好ましい。１０ポイズを越えると、注入
時に成形基材による流動抵抗が大きく含浸性や取扱い性
が低下する。一方５０センチポイズ未満であると、金型
からの樹脂漏れをひきおこす原因となり好ましくない。
注入樹脂温度としては室温である２５℃から７０℃の間
であることが好ましい。７０℃以上では硬化反応のため
粘度上昇をおこしやすくなる。但し、硬化剤の種類によ
り差があるので適正な温度を選ぶことが必要である。

【０１４３】上記の樹脂注入に要する時間は１〜５分で
あることが好ましい。１分以下では注入圧力が高くなり
成形基材の配列乱れや金型からの樹脂漏れ、および含浸
不良を起こしやすくなる。５分以上では注入樹脂の硬化
反応が進み高粘度になり好ましくない。注入方法として
は連続して注入しても良いし断続して注入しても良い。
断続する場合注入開始から終了するまでの時間を注入時
間とする。この時の樹脂注入圧力は２〜１５ｋｇｆ／ｃ
ｍ²であることが好ましい。さらに、成形時に可撓性チ
ューブ内の圧力を５〜６ｋｇｆ／ｃｍ²に上げると、過
剰の脂肪を絞り出すことができて補強繊維の含有率が上
がったり、肉厚の均一性が向上して物性のより優れた曲
がり管を得ることができるようになる。

【０１４４】プリフォームとしては、フィラメントワイ
ンディングによるものかもしくは編組を使用する。フィ
ラメントワインディングによるものは、マンドレルに可
撓性チューブ、たとえばゴムチューブやナイロンチュー
ブをかぶせ、そのチューブ周りに、フィラメントワイン
ディング法を用いて強化繊維束、たとえば炭素繊維、ガ
ラス繊維、ポリアラミド繊維からなる繊維束を、その方
向がマンドレルの軸方向に対して好ましくは±７〜７５
°の範囲になるようにヘリカル巻し、任意の厚みのヘリ
カル巻層を形成する。強化繊維束は、ストランドの形態
であってもよく、テープの形態であってもよい。また、
巻角度が７°よりも小さいと強化繊維束の配列の安定性
が低下し、また、７５°を越えると締め付け力が強くな
って後のマンドレルの引き抜きが難しくなる。さらに、
強化繊維束は５０〜２００ｇの力を加えながら巻きつけ
るのがよい。また編組は上記の強化繊維束を筒状に編ん
だものでありその内層には上記の可撓性チューブを配置
している。可撓性チューブを配置する方法は固定したマ
ンドレルにチューブをかぶせ、ついで予定の厚みになる
ように編組を重ねてかぶせて形成する。この際強化繊維
束の配列はキャビティ内でチューブに圧力をかけ膨らま
せた状態で２０〜３０°の角度になるように編組の編み
角度を設定する。

【０１４５】上記の成形基材を下金型のキャビティにセ
ットする際に強化繊維を用いたクロスを追加セットして
部分的に補強し剛性を向上することも良い。特にテニス
ラケットフレームのようにガットを張るものについては
穴周辺等の補強はガット穴の陥没を防ぐためにも好まし
い。またラケットフレームのヨーク部との接合部やフレ
ームからグリップ部に至る２本の成形基材が合流する部
分では成形基材の乱れのため成形品の表面が悪くなりや
すい。この部分に強化繊維からなるクロスを巻いて追加
セットすることも好ましい。

【０１４６】成形物の耐熱性としては、Ｔｇ（ガラス転
移温度）が１３０℃以上であることが必要である。これ
は高温下における変形を防止するために重要である。こ
のために、成形を終了して脱型した成形物のＴｇは１１
０℃以上であることが好ましい。１１０℃以下であると
テニスラケットフレームとして必要な１３０℃以上のＴ
ｇをアフターキュアで得ることが困難となる。

【０１４７】上記のようなＲＴＭ法においては、通常、
注入した樹脂を強化繊維に充分含浸させるために、注入
する樹脂は低粘度のものを使用することが一般的であ
る。しかし、低粘度になると、金型のパーティング面か
ら樹脂漏れをおこし易くなるという問題点がある。注入
時の樹脂漏れは成形品の品位を損なうばかりか周囲の作
業環境を悪化させる原因となる。また樹脂注入時にキャ
ビティを真空引きすることにより樹脂含浸性向上や注入
圧を下げる効果があるが、その時にパーティング面や注
入口のシール性が悪いと外気がキャビティ内に漏れ込み
ボイド発生の原因になるという問題点があった。

【０１４８】そこで、樹脂漏れのない、また真空引きし
た時のシール性に優れた、しかも成形性、脱型の容易性
に優れた金型を使用することが望ましい。この要望を満
たすために、本発明に係るＦＲＰ製曲がり管あるいはラ
ケットの製造装置は、筒状フイルムを強化繊維で被覆し
てなる成形基材が入れられるキャビティを有する上下分
割型の金型と、前記筒状フイルム内に加圧媒体を供給す
る加圧媒体供給手段と、前記キャビティ内を減圧する減
圧手段と、前記キャビティ内に樹脂を注入する樹脂注入
手段とを有し、かつ、下側の金型が分割自在に構成され
た中子を内包していることを特徴とするものからなる。
また、上記キャビティの周囲にはシール材が配置される
ことが好ましい。さらに、キャビティの片側または両側
に樹脂溜まりを有することが好ましい。

【０１４９】すなわち、上下分割型および分割自在に構
成された中子を内包する構成により、成形性、脱型の容
易性が向上され、シール材の配設により、樹脂漏れが防
止され、減圧時のシール性が向上される。また、樹脂溜
まりを設けることにより、キャビティ（キャビティ）内
の気泡が樹脂とともに樹脂溜まりに移動し、成形に供さ
れる樹脂中の気泡を減少してボイド等の発生を防止する
ものである。

【０１５０】たとえば、金型が上型と下型の分割型であ
り樹脂注入口と減圧口を合わせて２箇所以上設け、さら
に曲がり管の一端部にはキャビティに配置したチューブ
に加圧気体例えば加圧空気を吹き込む口を１箇所設けた
ものである。この金型のキャビティの外周には連続した
シール材を配置することが好ましい。シール材は１５０
℃の高温に耐えるシリコーン樹脂製またはフッ素樹脂製
であり、さらに断面が円形または偏平であることが好ま
しい。上型か下型のどちらか一方のパーティング面に溝
を設けるかそのまま置いて型閉じした時の締めつけ力で
シールする。この場合シール性が良好であると注入した
樹脂の気泡がキャビティの外に出なくなるという問題が
考えられ、このためにキャビティとシール材の間に樹脂
溜まり用の溝を設けると、キャビティ内の泡が樹脂溜ま
りに移動し樹脂中の泡を減らす効果がある。溝の大きさ
はキャビティに沿って幅５〜１５ｍｍ、深さ１〜５ｍｍ
を外周側に、さらに好ましくは内周側にも設けることが
好ましい。

【０１５１】樹脂注入口と減圧口は合わせて２箇所以上
設けることが好ましく減圧口は樹脂の抜き出し口を兼ね
るものである。いずれの口もキャビティにスリット状に
設置し成形品の表面に跡が目だたなくすることが好まし
い。また条件により注入口と減圧口は互いに変更でき、
さらに３箇所以上の口であれば組み合わせて使うことに
より成形条件の最適化が可能である。

【０１５２】樹脂注入口および減圧口からキャビティに
通ずる間に樹脂溜まりが設けられることが好ましい。樹
脂溜まりからキャビティへはスリットゲートを設け、こ
のゲートからキャビティに樹脂を注入し、または減圧す
る。減圧口は注入した樹脂が抜ける口でもあるので、注
入口と同様な樹脂溜まりが好ましい。このような樹脂溜
まりを設けることによりキャビティに通ずる口にスリッ
トゲートを設置しやすくなり硬化後の成形品の表面にゲ
ート跡が目だたなくすることができる。樹脂溜まりは型
開きした時に同時に樹脂が金型から抜けるように３°〜
１５°の抜け勾配をつけることが好ましい。注入口およ
び減圧口に取り付けるプラグは樹脂を硬化した後プラグ
を回転させることにより剪断力が硬化樹脂に伝わりねじ
切ることができる断面形状であることが好ましい。

【０１５３】本発明に係る曲がり管の端部、例えばラケ
ットフレームであればグリップ部に相当する部分に内圧
負荷用の圧縮気体吹き込み口を有する。内圧負荷は伸張
性のチューブを強化繊維からなる中間基材（プリフォー
ム）のコア部に配置して吹き込み口のノズル口より空気
等の圧縮空気を吹き込むことにより行う。チューブを介
して圧縮気体をキャビティに吹き込むので気体がキャビ
ティ内に漏れなくすることが必要である。このために、
テーパーをつけたノズルにチューブをかぶせこれを同じ
テーパーのフランジに挿入してシールする吹き込み用ノ
ズルを設けることが好ましい。この時のノズル径はチュ
ーブ径の±５％になるテーパー径であることが好まし
い。またキャビティ側の吹き込み口部分はチューブがキ
ャビティの容積に伸張する割合が大きいため内圧負荷し
た時に破裂しやすくなる。破裂を防ぐためにキャビティ
側にテーパーをつけ、フランジ穴の径より徐々にキャビ
ティの径になるテーパーをつける。テーパーの長さは１
〜５ｃｍが好ましい。

【０１５４】上記のような機構を有していれば、容易に
性能としてキャビティ内の減圧状態が真空ポンプで引か
ずまた樹脂も注入しない状態で−５００Ｔｏｒｒ以下を
保持する時間が３分以上であるシール性を有することが
できる。３分以内であると樹脂注入時に泡を巻き込みや
すく、表面性や樹脂含浸性が低下する。さらにキャビテ
ィのシール性としては、密閉状態で−５００Ｔｏｒｒ以
下を５分以上保つシール性であることが好ましい。

【０１５５】図面を参照してより具体的に説明するに、
図４０、図４１は上型１３１、下型１３２からなる金型
１３０を示しており、樹脂注入口１３３、給気口１３
４、減圧口１３５が設けられている。金型１３０のシー
ルのために、キャビティ１３６の外周にシール用Ｏリン
グ１３７が配置されている。高いシール性を付与するた
めには、キャビティ１３６周辺を切れ目なくシール材１
３７で囲むことが必要である。

【０１５６】樹脂注入口１３３と減圧口１３５および給
気口１３４は、計３箇所以上の口が配置され、注入口と
減圧口は任意に交替できるようになっている。減圧口１
３５は樹脂の抜き出し口でもある。

【０１５７】樹脂注入口１３３また減圧口１３５は、た
とえば図４２のように構成され、スリットゲート１３８
を通してキャビティ１３６に連通している。１３９は置
中子、１４０はスライド中子を示している。スライド中
子１４０は、キャビティ１３６の外周に設置され、アン
ダーカット部分（テニスラケットのガット部分）の脱型
のため、および、嵩高い基材を噛み込まれないように収
納させるために設けられている。

【０１５８】泡抜き用樹脂溜まりとして、キャビティ１
３６の片側または両側に溢流樹脂の樹脂溜まり１４１が
設置されている。これによって樹脂注入後溢れ出た樹脂
を溜めることができ、樹脂が気泡とともに溢れ出るので
成形品のボイドを減少することができる。キャビティ外
周のシール材を外に出しにくくしているので効果があ
る。

【０１５９】また、図４２に示すように、ゲート用樹脂
溜まり１４２を、注入口及び減圧口からゲートの間に設
置しておくことも効果がある。樹脂溜まり１４２を設け
ることにより、スリットゲート方式の注入口１３３に注
入用プラグを取付けやすくなる。また、外から供給され
る樹脂の注入圧が変動しても緩衝されてキャビティ１３
６に伝わりにくい。樹脂溜まり１４２に図示の如く抜き
勾配を付けることにより、この中の硬化樹脂の除去は簡
単である。

【０１６０】樹脂注入口１３３および減圧口１３５に
は、図４３に示したようなプラグ１４３が使用される。
プラグ１４３内の硬化樹脂と樹脂溜まりの硬化樹脂は剪
断力でねじ切られる。プラグ１４３をその中心軸１４４
周りに回すことにより、平面１４５に発生する剪断力に
よって硬化樹脂がねじ切られる。

【０１６１】この剪断力を発生させやすいように、図４
３のＡ方向からみた管部の形状が、通常の単なる円管の
他、図４４に示す楕円形の口を有する管形状１４６、図
４５に示す多角形の口を有する管形状１４７、図４６に
示す正方形の口を有する管形状１４８、図４７に示す長
方形の口を有する管形状１４９、図４８に示す半円形の
口を有する管形状１５０、図４９に示す偏心口を有する
管形状１５１、図５０に示す２つの半円形口に区分けさ
れた口を有する管形状１５２等であってもよい。また、
これらの管形状が、プラグの口部のみで形成されていて
もよく、プラグ全長にわたって形成されていてもよい。

【０１６２】また、内圧吹き込み口（給気口１３４）に
関しては、図５１に示すように、内圧吹き込み口１３４
が金型の一端部に１箇所設置される。そして、曲がり管
の一端部からチューブ内に圧空を吹き込むためのノズル
１５３と取り付け用フランジ１５４が設けられる。内圧
負荷用のチューブをノズル１５３にかぶせそのままフラ
ンジ１５４に挿入しノズル１５３とフランジ１５４に設
けた勾配で圧着させ、その状態で金型１３０に固定す
る。この内圧吹き込み口１３４のキャビティの入口付近
ではチューブの伸張が大きく破裂し易いので、図５２に
示すようにキャビティに勾配１５５をつけて、キャビテ
ィ内容積をテーパー状に変化させることが好ましい。

【０１６３】さらに、前述のスライド中子１４０と置中
子１３９との関係は図５３〜図５５（型合せ時の動作順
に示してある）に示すような関係にあり、キャビティ１
３６に装着された成形基材１５６が噛み込まないように
収納するとともに、アンダーカット部分（ラケットのガ
ット張設部分）についても容易に脱型できるようになっ
ている。

【０１６４】本発明に係るＦＲＰ製曲がり管あるいはラ
ケットは、成形時に余分な樹脂とキャビティ内の空気と
を自然に追い出す、いわゆるエアーベント成形法によっ
ても成形できる。

【０１６５】たとえば、筒状フイルムの外周にプリプレ
グを巻きつけ、該プリプレグの外周に単糸径が２０μｍ
以下、目付が１００ｇ／ｍ²以下のの不織布を巻きつけ
た成形基材を金型のキャビティ内に装着し、金型を加熱
するとともに、前記筒状フイルム内を加圧し前記成形基
材を膨張させて金型に圧接し、該圧接に際し、成形基材
の余分な樹脂とキャビティ内の空気とをキャビティ外に
流出させる方法である。この方法においても、上記不織
布の層はプリプレグ化されていることが好ましい。

【０１６６】また、上記のような方法は、次のような装
置によって実施できる。たとえば、筒状フイルムの外周
にプリプレグを巻きつけた成形基材を装着するキャビテ
ィを有する金型と、前記成形基材内に加圧媒体を供給す
る加圧媒体供給手段とを有し、かつ、前記金型に、前記
成形基材の余分な樹脂と前記キャビティ内の空気とをキ
ャビティ外に排出可能な、金型外に連通するスリット状
排出路が設けられている装置である。

【０１６７】このような方法および装置は、以下のよう
な従来の問題を解消しようとするものである。つまり、
従来、たとえば図５６に示すように、上型１６１、下型
１６２によって形成されるキャビティ１６３に成形基材
１６４を装着し、スライド中子１６５等を配してＦＲＰ
成形品を内圧成形する場合（１６６は合せ面）、比較的
低圧（たとえば圧空８ｋｇ／ｃｍ²）をかけるため、成
形基材１６４のキャビティへの密着不足が生じ、金型内
部の空気が完全に抜けないことがある（密着不良部１６
７）。このような密着不良は、表面不良（凹部発生）や
ボイドの発生を招く。また、この不良発生箇所は、中空
管の形状により金型に応じ特徴的に発生する（特定箇所
に発生し易い）。

【０１６８】そこで、図５７に示すように、空気が抜け
ないことによる不良発生箇所にスリット１６８を設ける
ことで、その部分にトラップされた空気を樹脂フローと
共に製品品質に影響の無い箇所（例えば金型外）に運び
去り、密着性を向上するものである。

【０１６９】スリット１６８の加工方法としては、エン
ドミル等による機械加工も可能だが、型彫り放電加工ま
たはワイヤーカット放電加工が好ましい。また、スリッ
ト１６８の幅としては、０．３〜０．７ｍｍが好まし
い。０．３ｍｍ未満では、加工が困難で、樹脂が流れに
くく、０．７ｍｍを超えると、成形後のバリが厚く、後
仕上加工が困難になり、また、スリット１６８から強化
繊維がはみ出すおそれがある。さらに、スリットは、打
ち抜かなくても良いが、打ち抜きにしたほうが好まし
い。これは、スリット部で硬化した樹脂を掃除するのに
分割構造にした方が作業性が良くなるからである。

【０１７０】スリット１６８を設ける位置としては、次
のような部位が好ましい。たとえば図５８に成形基材１
６４を金型（１６１、１６２）に装着した状態を示す
が、欠量は一般に３時及び９時部１６９と呼ばれる部分
やヨーク１７０との接合部に多く発生する。１７１は加
圧媒体導入方向を示している。欠量は、合せ面１６６か
ら樹脂フローしにくい箇所に空気がトラップされて生じ
る。そこで、図５７に示したように空気がトラップされ
る箇所にスリット１６８を設けた。加工はワイヤー放電
加工方法によって行い、幅０．３ｍｍのスリット１６８
を図５９に示すようにラケットフレーム部全周に設け
た。その結果、トラップされた空気は樹脂フローと共に
スリット１６８を通り金型外部へ流れ、成形基材が金型
に完全密着し欠量の無い繊維強化プラスチック製ラケッ
トフレームが得られた。

【０１７１】なお、以上のような各種ＦＲＰ製ラケット
の製造方法においては、各部を別成形しておき、フレー
ム成形基材と接合することもできる。

【０１７２】たとえば、ラケットのヨークやグリップを
予め別に成形若しくは加工しておき、前記成形基材とと
もに金型のキャビティ内に装着し、フレームの成形時に
一体化することもできる。

【０１７３】たとえばグリップ部の予備成形の効果につ
いてみる。従来のグリップ部の成形法は、フレームの成
形時にはグリップを所要寸法より小さく成形し、加工後
の工程で、所要寸法のグリップ金型にラケットをセット
し、ポリウレタンを流し込んで、加熱、発泡させグリッ
プ形状を得るようにしていた。この場合、必要な硬度の
グリップを得るためには約２０〜２５ｇのポリウレタン
が必要となり、超軽量（すなわちトップヘビー）のラケ
ットを製造する際に大きな妨げとなる。

【０１７４】また、従来法においては、一体成形法と呼
ばれる方法もある。つまり、超軽量ラケットを製造する
際に用いられる方法で、フレームを成形する金型のグリ
ップ部を、あらかじめ所要のグリップ形状に加工し、フ
レームの成形と同時に所要のグリップ形状を得る。ポリ
ウレタン発泡に比べて軽量化が可能であるが、打球時の
衝撃が直接プレーヤーに伝わるという欠点もある。ま
た、中空構造となるため、更なる軽量化を図る場合曲げ
剛性、強度が問題となる。また、グリップサイズ毎に金
型を用意する必要がある。

【０１７５】そこで、前述のように、グリップを予め所
要形状に成形若しくは加工し、前記成形基材とともに金
型のキャビティ内に装着し、フレームと一体化させる。
グリップの材質は何でもよいが、木材（圧縮に強い、加
工が容易、安価、衝撃吸収性良好）、中でも特に、バル
サ材を用いると軽量化も可能となる。

【０１７６】例えば、予め所要寸法に成形、もしくは加
工されたグリップの内部をくり抜き、これにフレームを
形成する前記成形基材を通したものを金型に装着し、加
熱、加圧（内圧）すれば、フレームの成形と、フレーム
とグリップの接着を同時に行うことができる。この場
合、グリップは一体であってもよいし、複数に分割され
ていてもよい。

【０１７７】

【実施例】上述の本発明に関し、具体的な各種実施例に
ついて以下に説明する。実施例１、比較例１まず、図１に示した構成のラケットフレームについて、
強化繊維２として炭素繊維を用い、炭素繊維不織布層５
を構成する炭素繊維不織布には、繊維径７μｍ、繊維長
１２ｍｍの炭素繊維短繊維を、繊維強化層４を構成する
マトリクス樹脂３と同一の樹脂を固着剤として不織布加
工したものを用いた。更に、かかる炭素繊維不織布５に
繊維強化層４を構成するマトリクス樹脂３と同一の樹脂
を繊維重量含有率３０％になるよう含浸した。この不織
布層の目付は１００ｇ／ｍ²であった。更に、かかる樹
脂含浸された炭素繊維不織布５を、ナイロンチューブ１
に強化繊維２にマトリクス樹脂３を含浸んさせたプリプ
レグを巻きつけた予形の最外層に、ラケットフレーム全
表面積の６０％を占めるように更に巻きつけ、金型に組
み込んだ後、チューブ内に圧力を付与し加熱硬化して成
形した。

【０１７８】その結果、従来のラケットフレームで必要
としたパテ埋め工程を省略可能な程度の優れた表面品位
が得ることができた。また、炭素繊維不織布層を設けな
かった場合（比較例１）のラケットフレームの重量及び
繊維体積含有率をそれぞれ１００とすると本発明による
ラケットは重量で８９、繊維体積含有率で１１３とな
り、軽量化、高繊維体積含有率化、すなわち高強度化を
実現することができた。成型後のパテ埋め工程を省略可
能とするため、コストダウンを図ることができ、更に、
繊維体積含有率も大きくとれるため、軽量かつ強度の高
いラケットフレームを効率よく提供することができた。

【０１７９】実施例２エポキシ樹脂が含浸された繊維強化プリプレグシートを
３８ｍｍ幅×１７５０ｍｍ長に裁断されたものを５層積
層し、プレスした積層体を、ナイロンチューブが被覆さ
れた芯材（断面が２０ｍｍ×３ｍｍの長方体）の周りに
捲回し、図２、図３に示したようなプリフォームを得
た。上記５層積層の内、外層体１２、１３の積層内容は
共に表１の通りであり、樹脂は全てエポキシ樹脂であ
る。用いた強化繊維のうち、炭素繊維は東レ（株）製”
トレカ”Ｔ７００Ｓである。

【０１８０】

【表１】

【０１８１】上記構成のプリフォームを脱芯した後、テ
ニスラケットのフレーム形状をなす金型のキャビティ内
へ配置し、約１５０℃に加熱しながらナイロンチューブ
１４（図２、図３）に約８ｋｇ／ｃｍ²の圧空を封入し
て加圧成形し、テニスラケットフレームを２０本成形し
た。表２に示す通り、殆どボイドがなく樹脂流れ不良部
分も少ない表面品位の良好な成形品が得られた。

【０１８２】比較例２上記表１に示したプリプレグを図６１に示した従来の一
層単位で１０回（１〜５層を各２回）順次捲回したプリ
フォームを用いて、実施例２と同様の方法で金型により
成形し、２０本のラケット成形品を得た。

【０１８３】上述の実施例１、２及び比較例２で成形し
たラケットを１本づつ表面品位及び強度について評価し
た。強度は、通常テニスラケットの強度評価尺度として
用いられるヘッドクランチ強度（ラケット頭部より荷重
を加え、クラックが生じる荷重の値）を調べた。それら
の結果を表２に示す。

【０１８４】実施例３次に、エポキシ樹脂が含浸された繊維強化プリプレグシ
ートを３８ｍｍ幅×１７５０ｍｍ長に裁断されたものを
５層積層し、プレスした積層体を、ナイロンチューブが
被覆された芯材（断面が２０ｍｍ×３ｍｍの長方体）の
周りに捲回し、図５に示したようなプリフォームを得
た。上記５層積層の内、外層体２３、２４の積層内容は
共に表１の通りであり、樹脂は全てエポキシ樹脂であ
る。用いた強化繊維のうち、炭素繊維は東レ（株）製”
トレカ”Ｔ７００Ｓである。図９に示した構成のラケッ
トフレームにおいて、強化繊維層として内、外層体２
３、２４から構成される上記プリフォームを用い、炭素
繊維不織布層５を構成する炭素繊維不織布には、実施例
１と同様に繊維径７μｍ、繊維長１２ｍｍの炭素繊維短
繊維を、上記繊維強化層を構成するマトリクス樹脂と同
一の樹脂を固着剤として不織布加工したものを用いた。
更に、かかる炭素繊維不織布５に上記繊維強化層を構成
するマトリクス樹脂と同一の樹脂を繊維重量含有率３０
％になるよう含浸した。この不織布層の目付は１００ｇ
／ｍ²であった。更に、かかる樹脂含浸された炭素繊維
不織布５を、ナイロンチューブ２１に巻きつけた上記プ
リフォームの最外層に、ラケットフレーム全表面積の６
０％を占めるように更に巻きつけ、金型に組み込んだ
後、チューブ内に約８ｋｇ／ｃｍ²の圧空を封入し加熱
硬化して成形した。上記方法で２０本のラケットフレー
ムを成形し、表面品位と強度を評価した結果を表２に示
す。この実施例３では、表面品位および強度共に殆ど問
題なく、良品であった。

【０１８５】

【表２】

【０１８６】表２から明らかなように、従来方法による
比較例２に対し、本発明による実施例１〜３の方が、表
面品位、強度共にばらつきが小さく、また、不合格品が
生じていないことが判る。

【０１８７】実施例４前記表１に示す構成のプリプレグシート（幅７６０ｍｍ
×長さ１８００ｍｍ）を１〜５層まで表１の構成順序に
従って積層し、積層体を保護用金属プレートでサンドウ
ィッチした状態でプレスした（荷重：１００ｔｏｎ）。
しかる後、裁断機で幅３８ｍｍに２０等分した。裁断後
のプリプレグ積層体を前記実施例２に従って１０本のラ
ケット用プリフォームを作成し、前記と同様の方法で金
型成形して１０本のラケットを製作した。製作したラケ
ッットの表面品位及び強度の評価を実施例２と同様に行
った結果、表２の実施例とほぼ同様の結果が得られた。
ここで、プリプレグシートの積層から裁断及びラケット
プリフォームの作成までに要した時間は、作業者２名で
１０本作成するのに約１２分であった。

【０１８８】比較例３同様に前記表１に示す構成のプリプレグシート（幅７６
０ｍｍ×長さ１８００ｍｍ）を１〜５層まで表１の構成
順序に従って積層した。但し、各層が接着しないように
両面離型紙を各層間に配置した。その後は実施例４の手
順で幅３８ｍｍに２０等分した。裁断後のプリプレグシ
ートは各々の離型紙を剥がし、比較例２と全く同様の方
法で１０本のラケットプリフォームを作成した。この間
に要した時間は実施例４と同一人物の２名が行い、約４
５分かかった。即ち、従来の作業方法に対し、本発明に
よる作業方法ではプリフォーム作成時間が約１／４に短
縮できた。

【０１８９】実施例５また、実施例２及び実施例３において、内積層体（内側
のプリプレグシート）と外積層体（外側のプリプレグシ
ート）の重ね合せ部分（オーバラップ領域）をガット穴
の位置に合わせて成形した場合、ガット張力をハイテン
ション試験値の４０ｋｇにしてガットを張っても２０本
中全てガット穴周りにクラックは生じなかったが、逆に
ガット穴の位置を内、外積層体の重ね合せ部分以外のと
ころに設けた場合、２０本中６本がハイテンション試験
値の４０ｋｇでガットを張った際にガット穴周りにクラ
ックが生じた。このように、オーバラップ領域をガット
張設部位に位置させることは極めて有効であることが判
る。

【０１９０】上述の如く、いわゆる２分割構成のプリフ
ォームとすることにより、加圧成形時にプリフォームが
金型表面までスムーズに移動し易いことから、成形品の
表面品位や強度が良好で、またそれらのばらつきを小さ
くすることができる。また、プリプレグの積層によるプ
リフォームの成形時間を、従来方法に比べ大幅に短縮す
ることができる。これはプリフォーム積層工程が簡素化
されたことによるものであり、また、それによってプリ
フォーム製造工程の機械化（自動化）を容易に行うこと
ができる。

【０１９１】実施例６４８打丸紐編組機を三重連で用い、ナイロン製の厚さ５
０μｍ、折り幅２７ｍｍの気密性膨張管と炭素繊維束
（東レ（株）製トレカＴ７００Ｓ−１２０００）２本
の上に炭素繊維束（東レ（株）製トレカＴ３００−６
０００−５０Ａ）を３層とも編組角度３０°で編組し、
エポキシ樹脂液に浸漬、プリプレグ重量比で４０％の樹
脂を含浸乾燥後、炭素繊維不織布テープ（東レ（株）製
トレカＴ３００、繊維長１２ｍｍ、坪量３０ｇ／
ｍ²、樹脂量５０％片面塗布プリプレグ、テープ幅２５
ｍｍ）を上下両面にカレンダー加圧により貼付し巻きと
った。該編組プリプレグを用いてテニスラケットの金型
にセットした後、管内に８ｋｇ／ｃｍ²の空気圧をかけ
金型温度１５０℃で２０分間保持して成形した。編組プ
リプレグは中芯にナイロン製気密膨張管と炭素繊維束
（東レ（株）製トレカＴ７００Ｓ−１２０００）２本
同時に入っているため、編組組織の伸びがなく編組幅２
５ｍｍが安定して保持された。また表面に片面のみ樹脂
を塗布した不織布を貼付しているため、粘着性が全くな
く作業性が極めて良好で、かつ成形品は外観欠陥のない
良好な品質が得られた。

【０１９２】実施例７図３８に示した成形法により、可撓性チューブへの加圧
力を１５ｋｇ／ｃｍ²・Ｇから順次上げて複数のラケッ
トフレームを製造し、得られたフレームの表面をラケッ
トフームにおいて最も表面欠陥が発生し易い箇所の一つ
であるヨークの近辺部において肉眼観察した。

【０１９３】その結果、約３０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇの加圧
力でフレーム表面に肉眼で観察可能な大きさの表面凹凸
がなくなり、１００ｋｇ／ｃｍ²・Ｇで成形したフレー
ムの表面には、微小ボイドの改善に効果がみられ、いず
れも欠陥のない品質の優れたものが得られた。また、製
造過程においては、可撓性チューブからのタービン油の
漏れは皆無であった。

【０１９４】比較例４一方、比較のため２５ｋｇ／ｃｍ²・Ｇの圧縮空気を用
いて前述の従来方法で製造し、上記方法でヨーク近辺部
を肉眼観察したところ、従来方法で製造したフレームに
は、圧接圧力の不足に起因すると思われる表面凹凸が大
小４箇所存在し、表面品位の劣るものであった。

【０１９５】実施例８実施例３と全く同様のプリフォームを用い、実施例７の
要領で約５０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇの加圧力で２０本成形し
た。その結果は、表面品位は２０本とも最高の品位を、
強度も２０本とも１８０〜２００ｋｇｆであり、全て良
品であった。

【０１９６】実施例９図３９に示した可撓性チューブを次のように作製した。
外径が１３ｍｍ、内径１０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍで硬度
４０（ＪＩＳＡ）のフロロシリコンゴムチューブを長さ
１，８００ｍｍに切断し、端部を外径１３ｍｍ、内径５
ｍｍ、長さ３０ｍｍである同材質のシリコンチューブと
突き合わせ、その後、両チューブ間の未加硫フロロシリ
コンを金型内で加硫することにより一体化して肉厚部分
を形成した。継手１０６に挿入後外部筒状体１１３をい
わゆるかしめ加工により、かしめ率５５％となるよう外
部筒状体１１３の径を減少せしめた。なお、本実施例に
おいては継手１０６を市販のワンタッチカプラー継手の
オス側継手とすることにより、外部加圧装置と簡易に連
結できる構成とした。外部加圧装置により加圧油を可撓
性チューブ内に供給して内圧を負荷したところ、７０ｋ
ｇ／ｃｍ²まで油の漏れは発生せず、さらに繰り返し使
用しても油のリークは発生しなかった。

【０１９７】比較例５これに対し、外径１３ｍｍ、内径１０ｍｍ、肉厚１．５
ｍｍのフロロシリコンゴムチューブ（肉厚部分なし）を
長さ１，８００ｍｍに切断し、一方の端部をかしめ率４
０％でかしめ加工した後他方の端部を閉塞し、外部加圧
装置から温度１５０℃のタービン油＃３２をチューブ内
部に送るとともに増圧しリークテストを実施したとこ
ろ、２０ｋｇ／ｃｍ²で油の漏れが発生した。そこで、
かしめ率を７０％としたところチューブが切断した。

【０１９８】実施例１０ＲＴＭ法により、以下のようにＦＲＰ製ラケットを作製
した。太さ５ｍｍ、長さ２，０００ｍｍのＣＦＲＰ（炭
素繊維強化プラスチック）線材８本を集束してなるマン
ドレルにナイロンチューブをかぶせ、そのナイロンチュ
ーブの周りにフィラメントワインディング法を用いて炭
素繊維のヘリカル巻層（内層：±１５°層×３層、外
層：６０°×１層）を形成した後、マンドレルを引き抜
いてプリフォームを得、成形基材とした。

【０１９９】次に、この成形基材を、あらかじめ成形温
度付近に昇温したラケットフレームの形状をしたキャビ
ティを有する割金型に入れ、上金型を閉じ、ナイロンチ
ューブ内に１ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力空気を導入してその
ナイロンチューブ内を与圧し、かつ、上金型に設けた吸
引口から吸引して５０Ｔｏｒｒに減圧しながら、次に２
液混合ピストン型樹脂注入機（（株）ナカリキッド社
製）で予熱した樹脂と硬化剤を混合し樹脂注入口から注
入速度を変更して注入した（表３）。樹脂が吸引口に達
した時点で吸引と注入を止め、ナイロンチューブ内の与
圧を６ｋｇｆ／ｃｍ²に上げ余分の樹脂がキャビティか
ら出るように注入口と吸引口を解放した。さらにそのま
ま１５分置いて樹脂を硬化させた後脱型し、さらに１３
０℃で２時間アフターキュア処理を施してラケットフレ
ームを得た。その結果、樹脂の注入時の注入速度と注入
圧力を適正化することにより表面性の良好なラケットフ
レームが得られた。粘度測定はＢ型粘度計、Ｔｇ測定は
ＤＳＣで窒素中において４０℃／分の昇温速度でそれぞ
れ測定した。

【０２００】

【表３】

【０２０１】実施例１１固定した直径１６ｍｍ、長さ２，０００ｍｍのマンドレ
ルにナイロンチューブをかぶせそのナイロンチューブの
周りにフィラメント数が６，０００本の炭素繊維束で４
８打ちのブレードを２層重ねた。さらにその上にフィラ
メント数が３，０００本炭素繊維束で４８打ちの編組を
１層重ね、次いでマンドレルを引き抜いてプリフォーム
とし、成形基材とした。

【０２０２】次に、樹脂をエポコート８２７（油化シェ
ル（株）製）、硬化剤をエピキュア１１３（油化シェル
（株）製）を用いて（混合後の粘度が５０℃で４００セ
ンチポイズ）、注入温度を５０℃で２分間で注入した以
外は実施例１０と同条件で成形を行った。得られたラケ
ットフレームの表面は良好であった。またＴｇは１３２
℃であった。

【０２０３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の曲がり管
およびラケットによれば、強化繊維層の外側に特定の不
織布層を配置したので、成形の際樹脂の流れを良くする
とともに脱気性を向上でき、表面欠陥がなく、かつ優れ
た強度特性を有するＦＲＰ成形品が得られる。

【０２０４】また、本発明に係るＦＲＰ製曲がり管およ
びラケットの製造方法および装置によれば、表面特性に
優れるとともに強度特性に優れ、しかも安定した品質の
ＦＲＰ成形品が得られる。

【０２０５】さらに、本発明に係るプリフォームおよび
その製造方法によれば、上記のような優れた品質のＦＲ
Ｐ成形品を得るための成形基材を、効率よくかつ安価に
製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る曲がり管の部分斜視図
である。

【図２】本発明の一実施例に係るプリフォームの断面図
である。

【図３】図２のプリフォームの部分斜視図である。

【図４】本発明の一実施例に係るラケット用プリフォー
ムの部分斜視図である。

【図５】本発明の別の実施例に係るプリフォームの断面
図である。

【図６】プリフォーム作製のためのプリプレグ積層を示
す斜視図である。

【図７】積層プリプレグの裁断を示す斜視図である。

【図８】図７のプリプレグを用いて作製したプリフォー
ムの部分斜視図である。

【図９】図５のプリフーム上に不織布層を設けたプリフ
ォームの断面図である。

【図１０】本発明の一実施例に係るプリフォームの製造
方法を示す概略構成図である。

【図１１】図１０の次の工程を示す概略構成図である。

【図１２】図１１の次の工程を示す概略構成図である。

【図１３】図１２の次の工程を示す概略構成図である。

【図１４】図１３の次の工程を示す概略構成図である。

【図１５】図１４の次の工程を示す概略構成図である。

【図１６】図１５の次の工程を示す概略構成図である。

【図１７】図１６の次の工程を示す概略構成図である。

【図１８】図１７の次の工程を示す概略構成図である。

【図１９】図１８の次の工程を示す概略構成図である。

【図２０】図１９の次の工程を示す概略構成図である。

【図２１】本発明の一実施例に係るプリフォームの製造
方法を示す概略構成図である。

【図２２】ハニカム体埋設ラケットフレームの一例を示
す断面図である。

【図２３】ハニカム体埋設ラケットフレームの別の例を
示す断面図である。

【図２４】ハニカム体埋設ヨーク部の一例を示す断面図
である。

【図２５】ハニカム体埋設ヨーク部の別の例を示す断面
図である。

【図２６】プリフォームの賦形方法を示す斜視図であ
る。

【図２７】プリフォームの自動賦形機の概略平面図であ
る。

【図２８】図２７の次の工程を示す概略平面図である。

【図２９】図２８の次の工程を示す概略平面図である。

【図３０】図２９の次の工程を示す概略平面図である。

【図３１】図３０の次の工程を示す概略平面図である。

【図３２】図３１の次の工程を示す概略平面図である。

【図３３】図２７の自動賦形機の張力保持機構部の概略
構成図である。

【図３４】賦形時のヨーク部近傍の概略平面図である。

【図３５】本発明の一実施例に係る成形基材の斜視図で
ある。

【図３６】図３５の可撓性チューブの部分断面表示側面
図である。

【図３７】図３５の可撓性チューブの継手部の拡大断面
図である。

【図３８】図３５の成形基材を用いてラケットを成形す
る際の概略構成図である。

【図３９】図３７とは別の例に係る可撓性チューブ継手
部の断面図である。

【図４０】本発明の一実施例に係るＦＲＰ製ラケットの
製造装置の概略縦断面図である。

【図４１】図４０の装置の下型の平面図である。

【図４２】図４０の装置の樹脂注入口周りの拡大断面図
である。

【図４３】図４０の装置の樹脂注入口および減圧口のプ
ラグの拡大断面図である。

【図４４】プラグの口部形状の一例を示す正面図であ
る。

【図４５】プラグの口部形状の別の例を示す正面図であ
る。

【図４６】プラグの口部形状のさらに別の例を示す正面
図である。

【図４７】プラグの口部形状のさらに別の例を示す正面
図である。

【図４８】プラグの口部形状のさらに別の例を示す正面
図である。

【図４９】プラグの口部形状のさらに別の例を示す正面
図である。

【図５０】プラグの口部形状のさらに別の例を示す正面
図である。

【図５１】図４０の装置の給気口部の拡大断面図であ
る。

【図５２】給気口部の別の例を示す断面図である。

【図５３】図４０の装置の中子部の拡大正面図である。

【図５４】図５３の次の状態を示す正面図である。

【図５５】図５４のさらに次の状態を示す正面図であ
る。

【図５６】従来の成形状態を示す金型の部分縦断面図で
ある。

【図５７】本発明の一実施例に係る金型の部分縦断面図
である。

【図５８】ラケットフレーム成形を示す斜視図である。

【図５９】図５７のスリット配設位置を示す金型の平面
図である。

【図６０】従来のプリフォームの部分斜視図である。

【図６１】図６０のプリフォームの断面図である。

【図６２】従来の曲がり管の成形状態を示す金型の部分
断面図である。

【図６３】従来の表面欠陥が発生した曲がり管の部分斜
視図である。

【図６４】従来のプリフォームの断面図である。

【符号の説明】

１筒状フイルム２強化繊維３マトリクス樹脂４強化繊維層５不織布層１１、１２、２３、２４プリプレグ１３、２２、２９芯材１４、２１、２８筒状フイルム１５、２５プリフォーム１６ガット穴２６プリプレグ２７積層体３０第１のプリプレグ３１開口部３２第２のプリプレグ４１、４２、４３、４４、４５、４６プレス板４７芯材４８、４９プリプレグ５１、５２、５３編組機５４気密性膨張管５５繊維束５６多重編組５７樹脂液５８、６１加熱乾燥装置５９、６０、６２水冷ターンロール６３不織布６４カレンダー装置６５多重編組プリプレグ６６テープ状布帛７１、７２フレーム７３、７４ハニカム体７５、７６ヨーク部７７、７８ハニカム体７９、８０ガット８１筒状フイルム８２強化繊維シート８３プリフォーム８４ヨーク８５凸部８６型９１ガイド９２張力保持機構９３押し付けローラ９４シリンダ９５グリップ部９６機軸９７固定ローラ９８移動ローラ９９エアシリンダ１００バンドブレーキ１０１可撓性チューブ１０２筒状フイルム１０３プリプレグ１０４成形基材１０５タービン油１０６継手１０７ａ上型１０７ｂ下型１０８ヨーク部１０９切替弁１１０バルブ１１１圧力計１１２耐圧ホース１１５外部加圧装置１１６チューブ先端１１７、１１８シリンダ１１９共通ロッド１２０、１２１ピストン１２２油圧ポンプ１２３配管１２４接続部分１２５可撓性チューブ１３０金型１３１上型１３２下型１３３樹脂注入口１３４給気口１３５減圧口１３６キャビティ１３７シール材１３８ゲート１３９置中子１４０スライド中子１４１、１４２樹脂溜まり１４３プラグ１４４中心線１４５剪断面１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１
５２プラグ口形状１５３ノズル１５４フランジ１５５テーパー部１５６成形基材１６１上型１６２下型１６３キャビティ１６４成形基材１６５スライド中子１６６合わせ面１６７密着不良部１６８スリット１６９３時及び９時部１７０ヨーク１７１加圧媒体導入方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｃ 70/10 Ｂ３２Ｂ 1/08 Ｚ 7415−4Ｆ 5/26 7421−4ＦＣ０８Ｊ 5/24 7310−4ＦＦ１６Ｌ 11/08 Ｚ // Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｂ２９Ｌ 23:00 31:52 (72)発明者西村一彦滋賀県大津市園山１丁目１番１号東レ株式会社滋賀事業場内 (72)発明者吉村康輔滋賀県大津市園山１丁目１番１号東レ株式会社滋賀事業場内 (72)発明者礒井伸也滋賀県大津市園山１丁目１番１号東レ株式会社滋賀事業場内 (72)発明者尾原春夫愛媛県伊予郡松前町大字筒井1515番地東レ株式会社愛媛工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内側に強化繊維層を配し、その強化繊維
層の外側に、単糸径が２０μｍ以下で、目付が１００ｇ
／ｍ²以下の不織布層を配してなることを特徴とする繊
維強化プラスチック製曲がり管。
【請求項２】前記強化繊維層が、強化繊維の一方向引
揃え体、織物および／または編組を含んでいる、請求項
１の曲がり管。
【請求項３】４組を超えない範囲の強化繊維層を有
し、各強化繊維層は複数枚の強化繊維材の積層構成を有
しているとともに横断面がＣ字状をしており、かつ、下
層の強化繊維層の開口部を上層の強化繊維層が覆ってい
る、請求項１の曲がり管。
【請求項４】前記不織布層の不織布を構成している繊
維が、繊維長１〜３０ｍｍの短繊維である、請求項１な
いし３のいずれかに記載の曲がり管。
【請求項５】前記不織布層が、曲がり管の長さ方向全
長にわたって配されている、請求項１ないし４のいずれ
かに記載の曲がり管。
【請求項６】前記不織布層が、曲がり管の周方向全周
にわたって配されている、請求項１ないし５のいずれか
に記載の曲がり管。
【請求項７】４組を超えない範囲の強化繊維層を有
し、各強化繊維層は複数枚の強化繊維材の積層構成を有
しているとともに横断面がＣ字状をしており、かつ、下
層の強化繊維層の開口部を上層の強化繊維層が覆ってい
ることを特徴とする曲がり管。
【請求項８】強化繊維材が、強化繊維の一方向引揃え
体または織物である、請求項７の曲がり管。
【請求項９】４組を超えない範囲の強化繊維層を有
し、各強化繊維層は複数枚の強化繊維材の積層構成を有
しているとともに横断面がＣ字状をしており、かつ、下
層の強化繊維層の開口部を上層の強化繊維層が覆ってい
ることを特徴とする、繊維強化プラスチック製曲がり管
成形用プリフォーム。
【請求項１０】外側に不織布層が配されている、請求
項９のプリフォーム。
【請求項１１】強化繊維層がプリプレグ化されてい
る、請求項９または１０のプリフォーム。
【請求項１２】強化繊維からなる編組層と、この編組
層の外側に配した不織布層とを有していることを特徴と
する、繊維強化プラスチック製曲がり管成形用プリフォ
ーム。
【請求項１３】編組層がプリプレグ化されている、請
求項１２のプリフォーム。
【請求項１４】前記不織布層の不織布を構成している
繊維の単糸径が２０μｍ以下で、目付が１００ｇ／ｍ²
以下である、請求項１０ないし１３のいずれかに記載の
プリフォーム。
【請求項１５】芯材に被せた筒状フイルムの上に、少
なくとも、その筒状フイルムの全周長よりも短い幅の第
１の強化繊維シートを捲回し、この第１の強化繊維シー
トの上に、第２の強化繊維シートを、捲回された前記第
１の強化繊維シートの開口部を覆うように捲回すること
を特徴とする、繊維強化プラスチック製曲がり管成形用
プリフォームの製造方法。
【請求項１６】前記第１の強化繊維シートおよび第２
の強化繊維シートが、複数枚の強化繊維材の積層構成を
有している、請求項１５のプリフォームの製造方法。
【請求項１７】前記第１の強化繊維シートおよび第２
の強化繊維シートがプリプレグ化されている、請求項１
５または１６のプリフォームの製造方法。
【請求項１８】筒状フイルムに強化繊維の編組を被
せ、さらにその編組の上に不織布を捲回することを特徴
とする、繊維強化プラスチック製曲がり管成形用プリフ
ォームの製造方法。
【請求項１９】編組がプリプレグ化されている、請求
項１８のプリフォームの製造方法。
【請求項２０】筒状フイルムを被せた芯材とその芯材
上に設けた強化繊維のプリプレグシートとを保持すると
ともに、プリプレグシートを芯材の外形に沿って芯材の
上下面に押圧する、上下方向に移動可能な上下一対の第
１のプレス手段と、プリプレグシートを芯材の外形に沿
って折り曲げ、折り曲げられたプリプレグシートを芯材
の側面に押圧する、左右方向に移動可能な左右一対の第
２のプレス手段とを有していることを特徴とする、繊維
強化プラスチック製曲がり管成形用プリフォームの製造
装置。
【請求項２１】筒状フイルムを被せた可撓性チューブ
を強化繊維のプリプレグで被覆してなる成形基材を金型
のキャビティに入れ、金型を加熱するとともに前記可撓
性チューブ内を３０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ以上に加圧して前
記成形基材を金型に圧接することを特徴とする、繊維強
化プラスチック製曲がり管の製造方法。
【請求項２２】プリプレグの上に、単糸径が２０μｍ
以下で、目付が１００ｇ／ｍ²以下の不織布を巻きつけ
る、請求項２１の繊維強化プラスチック製曲がり管の製
造方法。
【請求項２３】筒状フイルムを強化繊維のプリプレグ
で被覆し、さらにそのプリプレグの上に、単糸径が２０
μｍ以下で、目付が１００ｇ／ｍ²以下の不織布を巻き
つけてなる成形基材を金型のキャビティに入れ、金型を
加熱するとともに前記筒状フイルム内を加圧して前記成
形基材を金型に圧接することを特徴とする、繊維強化プ
ラスチック製曲がり管の製造方法。
【請求項２４】筒状フイルムを強化繊維で被覆し、さ
らにその強化繊維の被覆層の上に、単糸径が２０μｍ以
下で、目付が１００ｇ／ｍ²以下の不織布を巻きつけて
なる成形基材を金型のキャビティに入れ、金型を加熱
し、前記筒状フイルム内を加圧するとともに前記キャビ
ティ内を減圧しながらそのキャビティ内に樹脂を注入す
ることを特徴とする、繊維強化プラスチック製曲がり管
の製造方法。
【請求項２５】可撓性チューブに被せた筒状フイルム
を強化繊維のプリプレグで被覆してなる成形基材が入れ
られるキャビティを有する金型と、前記可撓性チューブ
内に非圧縮性流体からなる３０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ以上の
加圧媒体を供給する加圧媒体供給手段とを有しているこ
とを特徴とする、繊維強化プラスチック製曲がり管の製
造装置。
【請求項２６】筒状フイルムを強化繊維のプリプレグ
で被覆してなる成形基材が入れられるキャビティを有す
る上下分割型の金型と、前記筒状フイルム内に加圧媒体
を供給する加圧媒体供給手段とを有し、かつ、下側の金
型が分割自在に構成された中子を内包していることを特
徴とする、繊維強化プラスチック製曲がり管の製造装
置。
【請求項２７】筒状フイルムを強化繊維で被覆してな
る成形基材が入れられるキャビティを有する上下分割型
の金型と、前記筒状フイルム内に加圧媒体を供給する加
圧媒体供給手段と、前記キャビティ内を減圧する減圧手
段と、前記キャビティ内に樹脂を注入する樹脂注入手段
とを有し、かつ、下側の金型が分割自在に構成された中
子を内包していることを特徴とする、繊維強化プラスチ
ック製曲がり管の製造装置。
【請求項２８】繊維強化プラスチック製ラケットであ
って、内側に強化繊維層を配し、その強化繊維層の外側
に、単糸径が２０μｍ以下で、目付が１００ｇ／ｍ²以
下の不織布層を配してなることを特徴とするラケット。
【請求項２９】前記強化繊維層を構成している強化繊
維が、炭素繊維、ガラス繊維およびポリアラミド繊維か
ら選ばれたものである、請求項２８のラケット。
【請求項３０】前記強化繊維層が、強化繊維の一方向
引揃え体、織物および／または編組を含んでいる、請求
項２８または２９のラケット。
【請求項３１】４組を超えない範囲の強化繊維層を有
し、各強化繊維層は複数枚の強化繊維材の積層構成を有
しているとともに横断面がＣ字状をしており、かつ、下
層の強化繊維層の開口部を上層の強化繊維層が覆ってい
る、請求項２８ないし３０のいずれかに記載のラケッ
ト。
【請求項３２】前記不織布層の不織布を構成している
繊維が、炭素繊維、ガラス繊維およびポリアラミド繊維
から選ばれたものである、請求項２８ないし３１のいず
れかに記載のラケット。
【請求項３３】前記不織布層の不織布を構成している
繊維が、繊維長１〜３０ｍｍの短繊維である、請求項２
８ないし３２のいずれかに記載のラケット。
【請求項３４】前記不織布層が、ラケットのグリップ
以外の部分に配されている、請求項２８ないし３３のい
ずれかに記載のラケット。
【請求項３５】前記不織布層が、フレームのガット用
溝部以外の部分に配されている、請求項２８ないし３４
のいずれかに記載のラケット。
【請求項３６】フレームおよび／またはヨークの前記
強化繊維層の内側に、少なくとも部分的に木材またはハ
ニカム体が配されている、請求項２８ないし３５のいず
れかに記載のラケット。
【請求項３７】グリップにおける強化繊維層が木材で
覆われている、請求項２８ないし３６のいずれかに記載
のラケット。
【請求項３８】４組を超えない範囲の強化繊維層を有
し、各強化繊維層は複数枚の強化繊維材の積層構成を有
しているとともに横断面がＣ字状をしており、かつ、下
層の強化繊維層の開口部を上層の強化繊維層が覆ってい
ることを特徴とする、繊維強化プラスチック製ラケット
成形用プリフォーム。
【請求項３９】外側に不織布層が配されている、請求
項３８のプリフォーム。
【請求項４０】強化繊維層がプリプレグ化されてい
る、請求項３８または３９のプリフォーム。
【請求項４１】強化繊維からなる編組層と、この編組
層の外側に配した不織布層とを有していることを特徴と
する、繊維強化プラスチック製ラケット成形用プリフォ
ーム。
【請求項４２】編組層がプリプレグ化されている、請
求項４１のプリフォーム。
【請求項４３】前記不織布層の不織布を構成している
繊維の単糸径が２０μｍ以下で、目付が１００ｇ／ｍ²
以下である、請求項３９ないし４２のいずれかに記載の
プリフォーム。
【請求項４４】フレームおよび／またはヨークを形成
する部位の前記強化繊維層の内側に、少なくとも部分的
に木材またはハニカム体が配されている、請求項３８な
いし４３のいずれかに記載のプリフォーム。
【請求項４５】筒状フイルムを被せた可撓性チューブ
を強化繊維のプリプレグで被覆してなる成形基材を金型
のキャビティに入れ、金型を加熱するとともに前記可撓
性チューブ内を３０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ以上に加圧して前
記成形基材を金型に圧接することを特徴とする、繊維強
化プラスチック製ラケットの製造方法。
【請求項４６】プリプレグの上に、単糸径が２０μｍ
以下で、目付が１００ｇ／ｍ²以下の不織布を巻きつけ
る、請求項４５の繊維強化プラスチック製ラケットの製
造方法。
【請求項４７】筒状フイルムを強化繊維のプリプレグ
で被覆し、さらにそのプリプレグの上に、単糸径が２０
μｍ以下で、目付が１００ｇ／ｍ²以下の不織布を巻き
つけてなる成形基材を金型のキャビティに入れ、金型を
加熱するとともに前記筒状フイルム内を加圧して前記成
形基材を金型に圧接することを特徴とする、繊維強化プ
ラスチック製ラケットの製造方法。
【請求項４８】筒状フイルムを強化繊維で被覆し、さ
らにその強化繊維の被覆層の上に、単糸径が２０μｍ以
下で、目付が１００ｇ／ｍ²以下の不織布を巻きつけて
なる成形基材を金型のキャビティに入れ、金型を加熱
し、前記筒状フイルム内を加圧するとともに前記キャビ
ティ内を減圧しながらそのキャビティ内に樹脂を注入す
ることを特徴とする、繊維強化プラスチック製ラケット
の製造方法。
【請求項４９】前記成形基材を、金型のキャビティに
入れる前に、前記キャビティの形状をした型に押し付け
て賦形する、請求項４５ないし４８のいずれかに記載の
繊維強化プラスチック製ラケットの製造方法。
【請求項５０】前記成形基材とともに、予め成形した
ヨークおよび／またはグリップを金型のキャビティに入
れる、請求項４５ないし４９のいずれかに記載の繊維強
化プラスチック製ラケットの製造方法。
【請求項５１】筒状フイルムを被せた可撓性チューブ
を強化繊維のプリプレグで被覆してなる成形基材が入れ
られるキャビティを有する金型と、前記可撓性チューブ
内に非圧縮性流体からなる３０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ以上の
加圧媒体を供給する加圧媒体供給手段とを有しているこ
とを特徴とする、繊維強化プラスチック製ラケットの製
造装置。
【請求項５２】筒状フイルムを強化繊維のプリプレグ
で被覆してなる成形基材が入れられるキャビティを有す
る上下分割型の金型と、前記筒状フイルム内に加圧媒体
を供給する加圧媒体供給手段とを有し、かつ、下側の金
型が分割自在に構成された中子を内包していることを特
徴とする、繊維強化プラスチック製ラケットの製造装
置。
【請求項５３】筒状フイルムを強化繊維で被覆してな
る成形基材が入れられるキャビティを有する上下分割型
の金型と、前記筒状フイルム内に加圧媒体を供給する加
圧媒体供給手段と、前記キャビティ内を減圧する減圧手
段と、前記キャビティ内に樹脂を注入する樹脂注入手段
とを有し、かつ、下側の金型が分割自在に構成された中
子を内包していることを特徴とする、繊維強化プラスチ
ック製ラケットの製造装置。