(57)【要約】【課題】長期に亙りストリングの摩耗を抑制でき、しかも、良好な打球感が発現できるストリングを提供する。【解決手段】芯糸２として直径１．０５ｍｍのナイロンモノフィラメントを１本使用し、外層糸４として直径０．１ｍｍのナイロンモノフィラメント１６本を前記芯糸２の周囲に螺旋状に巻回して、同時にナイロン系の接着剤を用いて固定し、直径１．２５ｍｍのストリング芯成分を得た。この芯成分に、微細炭素繊維６として、平均繊維径が２００ｎｍ、平均繊維長さが１０ｎｍ、アスペクト比（平均繊維長さ／平均繊維径）が５０であり、熱伝導率が１５℃の温度状態下で１５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の特性を示すカーボンナノファイバーを２重量％含有せしめた熱溶融ポリウレタンを用いて、常温でコーティング処理を行いストリングを得る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯糸となる合成樹脂製モノフィラメント又は、合成樹脂製マルチフィラメントの周囲に、表面コーティング樹脂層が配置されて成るストリングにおいて、前記表面コーティング樹脂層に、炭素六角網面の結晶が円筒形に巻かれる単層構造或いは、多層構造を成し、その中心部に微細な中空部を有する結晶素材であって、熱伝導率が５〜３０℃の温度状態下で１０００〜３０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲内にあり、且つその繊維径が１０〜３００ｎｍの範囲内に設定される微細炭素繊維が混入されていることを特徴とするストリング。
【請求項２】
芯糸となる合成樹脂製モノフィラメント又は、合成樹脂製マルチフィラメントの周囲に、外層糸となる複数の合成樹脂製モノフィラメント或いは、合成樹脂製マルチフィラメントが接着剤層を介して固着配置され、且つその周囲に表面コーティング樹脂層が配置されて成るストリングにおいて、前記表面コーティング樹脂層及び／又は、前記接着剤層に前記微細炭素繊維が混入されていることを特徴とする請求項１記載のストリング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テニス、バドミントン、スカッシュなどのラケットに用いられるストリング（ガットとも称される）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のストリングとしては、鯨筋や羊腸などの天然繊維から成るものが使用されていた。このような天然繊維から成るストリングは、優れた反発特性を有すると共に、ボール打撃時のフィーリング特性に優れる。しかし、量産性に乏しく、又、湿気の影響を受け易いため耐久性に劣るという不具合があった。
【０００３】
近年では、このような天然繊維から成るストリングに替わり、耐水性、耐久性及び、量産性に優れた安価な合成樹脂製のストリングが一般に使用されるようになっている。このような合成樹脂製のストリングとしては、モノフィラメント単糸又は、芯糸となるモノフィラメントの周囲にそれを取り囲むように外層糸と称される細いモノフィラメントを巻き付け、表面コーティング樹脂により接着して成るモノフィラメントタイプと称されるストリングや、糸径が極めて細い単糸の集合体から成るマルチフィラメントの束を集束し、表面コーティング樹脂により接着して成るマルチフィラメントタイプと称されるストリングなどが一般に多く知られている。
【０００４】
かかるストリングを構成しているフィラメントとしては、ポリアミド樹脂やポリエステル樹脂などが使用されており、中でもとりわけ引張り強度、反発性、耐久性などの面で優れているポリアミド樹脂が一般に多く使用されている。又、前記表面コーティング樹脂としては、耐久性の面で優れるポリアミド樹脂や耐候性の面で優れるポリウレタン樹脂等が多く使用されている。
【０００５】
ところで、ストリングはラケットの打球部に比較的大きな張力で張設されるものであるが、繰り返しボールを打撃すると、縦方向に張設されるストリング（縦ストリング）と横方向に張設されるストリング（横ストリング）との交差部分が、摩耗して折損するという問題がある。
そのため従来では、このようなストリングの摩耗を防止するための耐久性向上対策が種々講じられている。
【０００６】
例えば、ストリングの表面に、シリコンオイルやワックス等の平滑性油脂を塗布することによってストリング表面の摺動性を高め、縦ストリングと横ストリングとの間に生じる摩擦抵抗を低減し、摩耗を防止するように改良されたストリングが一般に知られている。
【０００７】
又、合成繊維モノフィラメントの単繊維からなる芯糸に複数本の合成繊維モノフィラメントを巻着して接着剤により一体的に固着してなるガットにおいて、前記接着剤中に適量の炭素粉末を含有させることにより、耐摩耗性を向上せしめるように改良されたガットが特許文献１に提案されている。
【０００８】
又更に、ストリングの耐摩耗性を向上せしめるために、ストリングの表層を成す合成樹脂層にウィスカーを含有せしめる提案も種々知られる。
【０００９】
例えば、合成樹脂モノフィラメントよりなるガット主体の外周を被覆する合成樹脂層に、繊維径が０．２〜０．５μｍで、平均繊維長さが１０〜２０μｍに設定されたチタン酸カリウムウィスカーを含有せしめる提案が特許文献２に開示されている。
【００１０】
又、ポリアミド系合成繊維より成るマルチフィラメントタイプのラケット用ストリングにおいて、表面樹脂コーティング層にホウ酸アルミニウムウィスカーを含有せしめる提案が特許文献３に、更に、ナイロンモノフィラメントより成るモノフィラメントタイプのラケット用ストリングにおいて、表面樹脂コーティング層にホウ酸アルミニウムウィスカーを含有せしめる提案が特許文献４に開示され公知となっている。
【００１１】
【特許文献１】
実公昭５９−４６８０号公報
【特許文献２】
特公平２−５６１１０号公報
【特許文献３】
特許第２９２１５６０号公報
【特許文献４】
特許第３０２５４３１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように従来より知られるストリングにおいては、以下のような欠点を有するものであった。
【００１３】
即ち、ストリングの表面に、シリコンオイルやワックス等の平滑性油脂を塗布するものにあっては、前記平滑性樹脂がストリングの表面から容易に除去するという問題があり、長期に亙ってストリングの摩耗を防止できるものではなかった。
【００１４】
又、特許文献１に開示されるように、複数本の合成繊維モノフィラメントを固着する接着剤中に炭素粉末を含有せしめるように構成されたガットにあっては、前記炭素粉末が接着剤を補強するフィラーとしての役目を果たし、ガットの摩耗をある程度抑えることができるものの、前記炭素粉末を構成する炭素繊維自体の繊維径が、通常５μｍ〜１０μｍ程度と大きいため、前記炭素粉末がガットの表面に露出するとガット表面の平滑性がなくなり、摺動性が悪くなる（摩擦抵抗が増す）という問題があり、ガットの摩耗を十分に抑制できるものではなかった。
【００１５】
一方、特許文献２に開示されるように、ガット主体の外周を被覆する合成樹脂層に、チタン酸カリウムウィスカーを含有せしめるものにあっては、前記炭素粉末を用いる場合と異なり、前記チタン酸カリウムウィスカーの繊維径は極めて細く、又、その平均繊維長も短いため、ガット表面の摺動性を高める（摩擦抵抗を少なくする）ことができる。しかし、前記チタン酸カリウムウィスカーは熱伝導率が低く（５〜３０℃（実施際にガットが使用に供される温度）の状態下で５．０〜６．０Ｗ／（ｍ・Ｋ））、放熱性に劣るため、ガットの交差部分に発生する摩擦熱が放熱されず、該交差部分領域に集中的に蓄積され易い。その結果、前記摩擦熱の蓄積によって、前記チタン酸カリウムウィスカーを含む合成樹脂層が溶融し比較的簡単に摩耗してしまうという問題があり、長期に亙ってガットの摩耗を抑制することができない。
【００１６】
又、前記チタン酸カリウムウィスカーが含有されることによってガット自体の熱伝導率が低下してしまうため、ボール打撃時に生じるガットの振動が熱エネルギーとして消費され難く、この結果、ガットの振動減衰性が劣ってしまい、良好な打球感が得られ難くなるという不具合もある。
【００１７】
更に、特許文献３や特許文献４に開示されるように、ポリアミド系合成繊維より成るマルチフィラメントタイプのラケット用ストリング、或いは、ナイロンモノフィラメントより成るモノフィラメントタイプのラケット用ストリングにおいて、表面樹脂コーティング層にホウ酸アルミニウムウィスカーを含有せしめるように構成されるストリングにあっても、上記特許文献２と同様に、ストリング表面の摺動性を大幅に高める（摩擦抵抗を少なくする）ことができるものの、前記ホウ酸アルミニウムウィスカー自体の熱伝導率が低い（５〜３０℃（実施際にストリングが使用に供される温度）の状態下で４．０〜６．０Ｗ／（ｍ・Ｋ））ため、ストリングの交差部分に発生する摩擦熱が放熱され難く、前記ホウ酸アルミニウムウィスカーを含む表面樹脂コーティング層が前記摩擦熱の蓄積によって簡単に摩耗してしまうことが予測され、長期に亙ってガットの摩耗を抑制することが難しい。
【００１８】
又、前記ホウ酸アルミニウムウィスカーが含有されることによってストリング自体の熱伝導率が低下するため、打球感が悪化するという不具合もある。
【００１９】
そこで本発明は、このような従来の問題点に鑑み、長期に亙りストリングの摩耗を抑制でき、しかも、良好な打球感が発現できるストリングを提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のような構成とした。
即ち、本発明の請求項１に係るストリングは、芯糸となる合成樹脂製モノフィラメント又は、合成樹脂製マルチフィラメントの周囲に、表面コーティング樹脂層が配置されて成るストリングにおいて、前記表面コーティング樹脂層に、炭素六角網面の結晶が円筒形に巻かれる単層構造或いは、多層構造を成し、その中心部に微細な中空部を有する結晶素材であって、熱伝導率が５〜３０℃の温度状態下で１０００〜３０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲内にあり、且つその繊維径が１０〜３００ｎｍの範囲内に設定される微細炭素繊維が混入されていることを特徴とするものである。
【００２１】
又、請求項２は、前記請求項１に係るストリングであって、芯糸となる合成樹脂製モノフィラメント又は、合成樹脂製マルチフィラメントの周囲に、外層糸となる複数の合成樹脂製モノフィラメント或いは、合成樹脂製マルチフィラメントが接着剤層を介して固着配置され、且つその周囲に表面コーティング樹脂層が配置されて成るストリングにおいて、前記表面コーティング樹脂層及び／又は、前記接着剤層に前記微細炭素繊維が混入されていることを特徴とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本実施例のストリングの構成説明図、図２は、図１のＡ−Ａ線端面説明図を示す。
【００２３】
即ち、本実施例のストリング１は、合成樹脂製モノフィラメントから成る芯糸２と、該芯糸２の周囲に接着剤層３を介して螺旋状に巻回固着される複数本の合成樹脂製モノフィラメントから成る外層糸４と、該外層糸４の周囲を覆う表面コーティング樹脂層５とから構成されるモノフィラメントタイプのストリングであって、該ストリング１の表層を成す前記表面コーティング樹脂層５に、微細炭素繊維６が混入されて成る構成を有する。
【００２４】
前記微細炭素繊維６は、例えば、気相成長法、アーク放電法、レーザーアブレージョン法、プラズマ合成法等の方法によって生成され、炭素六角網面の結晶が円筒形に巻かれる単層構造或いは、多層構造を成し、その中心部に微細な中空部を有する結晶素材であって、ナノメートルオーダーの繊維径を有する非常に微細な炭素繊維素材から成る。かかる微細炭素繊維６としては、カーボンナノファイバー或いは、カーボンナノチューブ等が使用される。
この種の微細炭素繊維６は、優れた摺動性を有し、ストリング１の表層を成す表面コーティング樹脂層５中に混入させた場合、ストリング１表面の摺動性を大幅に高める（摩擦抵抗を大幅に低減させる）ことができる。又、前記微細炭素繊維６は熱伝導率が他の公知素材と比較して極めて高く、ストリング１の交差部分で生じる摩擦熱を該交差部分以外の周辺部へ素早く分散させ放熱させることができる。これにより、前記摩擦熱による表面コーティング樹脂層５の摩耗を予防できる。又更に、ストリング自体の熱伝導率が高められるため、ボール打撃時に生じるストリング１の振動が熱エネルギーとして消費されるようになり、この結果、ストリング１の振動減衰性が高まり、良好な打球感を得ることが可能となる。
【００２５】
前記微細炭素繊維６は、その繊維径が小さいもの程、優れた摺動性を発現し、且つ熱伝導率が高くなる傾向にある。本実施例では、ストリング１に適したものとして、その繊維径は、１０〜３００ｎｍの範囲内、とりわけ２０〜２００ｎｍの範囲内に設定し、平均繊維長が２〜３０μｍ、とりわけ５〜２０μｍの範囲内にあるものが使用される。又、熱伝導率は、５〜３０℃（実施際にストリング１が使用に供される温度）の状態下で１０００〜３０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲内、とりわけ１５００〜２０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲内にあるものが使用される。
【００２６】
上記において、前記微細炭素繊維６の繊維径の上限値を３００ｎｍに設定したのは、前記繊維径がこれよりも大きくなると、ストリング表面に良好な摺動性を持たせることができなくなると共に、熱伝導率が低くなり放熱性が劣ってしまうからである。又、下限値を１０ｎｍに設定したのは、前記繊維径がこれよりも小さくなると、取扱いが難しくなり、表面コーティング樹脂層５中に斑なく均等に含有させることができず、ストリング１の品質にバラツキが生じる恐れがあるからである。
【００２７】
又、前記平均繊維長の上限値を３０μｍに設定したのは、前記平均繊維長がこれよりも大きくなると、ストリング表面に良好な摺動性を持たせることができなくなると共に、表面コーティング樹脂層５中に均等に含有させることが難しくなるからであり、又、下限値を２μｍに設定したのは、前記平均繊維長がこれよりも小さくなると、取扱いが難しくなるからである。
【００２８】
前記熱伝導率の上限値を３０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）に設定したのは、現在知り得る微細炭素繊維６において、前記繊維径の設定範囲の中で得ることのできる上限値がこの値であるからであり、又、下限値を１０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）に設定したのは、熱伝導率がこれより小さくなると、摩擦熱が分散し難くなるため、ストリング１の摩耗を長期に亙って抑制することができなくなると共に、ストリング１の振動減衰性が劣ってしまい、良好な打球感が発現できなくなるからである。
【００２９】
又、前記微細炭素繊維６の使用量は、前記表面コーティング樹脂層５中に、０．５重量％以上、１０重量％以下の範囲内、とりわけ１重量％以上、５重量％以下の範囲内で混入されることが好ましい。
種々の実験結果から、前記微細炭素繊維６の使用量が０．５重量％よりも少ないと、ストリング１の耐摩耗性及び、振動減衰性を十分に高めることができず、又、１０重量％よりも多いと、表面コーティング樹脂層５中に均等に混入させ難くなるという問題が生じると共に、前記１０重量％を境として、これよりも多く微細炭素繊維６を使用してもストリング１の摩耗特性に良好な評価は得られなかった。
【００３０】
本実施例のストリング１を構成する芯糸２及び、外層糸４は、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６−１０、ナイロン６−１２等のポリアミド系合成樹脂から構成される。又、前記芯糸２に外層糸４を固着する接着剤層３としては、ポリアミド系合成樹脂が使用される。
更に、前記表面コーティング樹脂層５としては、前記外層糸４との接着性に優れたポリアミド系合成樹脂や、耐摩耗性、耐候性に優れたウレタン系合成樹脂等が好適に使用される。
【００３１】
尚、上記のように本実施例では、そのストリング１の構造として、合成樹脂製モノフィラメントから成る芯糸２と、複数本の合成樹脂製モノフィラメントから成る外層糸４と、該外層糸４の周囲を覆う表面コーティング樹脂層５とから構成されるものを例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、例えばこの他、図３に示すように、前記した外層糸４を省き、合成樹脂製モノフィラメントからなる芯糸２の周囲に表面コーティング樹脂層５を被覆した構造のストリング１１や、図４に示すように、合成樹脂製モノフィラメントからなる芯糸２の周囲に、複数本の合成樹脂製マルチフィラメントから成る外層糸４１を配置し、その周囲に表面コーティング樹脂層５を被覆した構造のストリング１２或いは、図５に示すように、合成樹脂製マルチフィラメントからなる芯糸２１周囲に表面コーティング樹脂層５を被覆した構造のストリング１３であっても良い。
【００３２】
更に、本実施例では、前記微細炭素繊維６をストリング１の表層を構成する表面コーティング樹脂層５のみに混入させる例を示したが、図６に示すように、前記ナノスケール素材６を接着剤層３中に混入させることもできる。この場合、ストリング自体の熱伝導率がより一層高まり振動減衰性が大幅に向上する。
【００３３】
【実施例】
本発明の効果を確認するために、以下の実施例１〜２と、比較例１〜４のストリングを用意した。
【００３４】
（実施例１）
芯糸２として直径１．０５ｍｍのナイロンモノフィラメントを１本使用し、外層糸４として直径０．１ｍｍのナイロンモノフィラメント１６本を前記芯糸２の周囲に螺旋状に巻回して、同時にナイロン系の接着剤を用いて固定し、直径１．２５ｍｍのストリング芯成分を得た。
この芯成分に、微細炭素繊維６として、平均繊維径が２００ｎｍ、平均繊維長さが１０ｎｍ、アスペクト比（平均繊維長さ／平均繊維径）が５０であり、熱伝導率が１５℃の温度状態下で１５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の特性を示すカーボンナノファイバー（昭和電工株式会社製（商品名：ＶＧＣＦ−Ｈタイプ）を２重量％含有せしめた熱溶融ポリウレタンを用いて、常温でコーティング処理を行いストリングを得た。
【００３５】
（実施例２）
上記実施例１のストリングの成形過程において、芯糸２の周囲に外層糸４を巻回固着せしめる接着剤中にも前記微細炭素繊維６を３重量％含有せしめたストリングを得た。
【００３６】
（比較例１）
基本的なストリングの構造は上記実施例１、２と同様としながら、前記微細炭素繊維６を省いた構造のストリングを比較例１として用意した。
【００３７】
（比較例２）
実施例１の微細炭素繊維６に替え、平均繊維径が７μｍ、平均繊維長さが１４００μｍ、アスペクト比（平均繊維長さ／平均繊維径）が２００であり、熱伝導率が１５℃の温度状態下で８．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の特性を示す炭素粉末（東レ株式会社製（商品名：トレカ）を２重量％含有せしめた熱溶融ポリウレタンを用いて、コーティング処理したストリングを比較例２として用意した。
【００３８】
（比較例３）
実施例１の微細炭素繊維６に替え、平均繊維径が１μｍ、平均繊維長さが５０μｍ、アスペクト比（平均繊維長さ／平均繊維径）が５０であり、熱伝導率が１５℃の温度状態下で５．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）の特性を示すチタン酸カリウムウィスカー（大塚化学株式会社製（商品名：テイスモＤ）を２重量％含有せしめた熱溶融ポリウレタンを用いて、コーティング処理したストリングを比較例３として用意した。
【００３９】
（比較例４）
実施例１の微細炭素繊維６に替え、平均繊維径が０．８μｍ、平均繊維長さが２０μｍ、アスペクト比（平均繊維長さ／平均繊維径）が２５であり、熱伝導率が１５℃の温度状態下で５．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）の特性を示すホウ酸アルミニウムウィスカー（四国化成工業株式会社製（商品名：アルボレックス）を２重量％含有せしめた熱溶融ポリウレタンを用いて、コーティング処理したストリングを比較例４として用意した。
【００４０】
これらの実施例１、２と、比較例１〜４のストリングについて、以下のような摩耗試験を行った。
即ち、図７に示すように、試料となるストリングＡに、これと同一の試料であるストリングＢを掛け渡し、該ストリングＢの一端に重さ１０ｋｇの錘７を固定して垂下させると共に、多端をプーリー８を介してモーター９の回転軸に固着される連結片１０の先端に回動自在に連結し、モーター９の回転により振幅１０ｃｍ、毎秒１往復の運動を行わせ、互いに摺接したガットＡ、Ｂが摩耗により切断するまでの回数を計測した。この時の計測結果を以下の表１に示す。
【００４１】
【表１】
2004202000.tif 000003
【００４２】
又、上記の試験に付け加え、これらのストリングをラケットフレームに２５０Ｎのテンションで張設して実打試験を行った。この実打試験では、一般のアマチュアプレーヤーを対象にして、実際に、実施例１、２と、比較例１〜４のストリングを張設したラケットフレームでボールを打撃し、その際、プレーヤーが体感した打撃時の打球感（プレーヤーの手に伝播する振動の抑制効果）を評価した。この時の結果を以下の表２に示す。
【００４３】
【表２】
2004202000.tif 000004
【００４４】
このような試験結果より、本実施例１、２のストリングでは、比較例１〜４のストリングに比し、耐磨耗効果が大幅に優れると共に、ボール打撃時の振動減衰性が高く、良好な打球感が得られるものであることが確認できた。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、合成樹脂製モノフィラメント及び／又は、合成樹脂製マルチフィラメントから構成されるストリングにおいて、表面コーティング樹脂層及び／又は、接着剤層に、炭素六角網面の結晶が円筒形に巻かれる単層構造或いは、多層構造を成し、その中心部に微細な中空部を有する結晶素材であって、熱伝導率が５〜３０℃の温度状態下で１０００〜３０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲内にあり、且つその繊維径が１０〜３００ｎｍの範囲内に設定される微細炭素繊維が混入されていることにより、ストリング表面の摺動性を大幅に高める（摩擦抵抗を大幅に低減させる）ことができる。又、前記微細炭素繊維は熱伝導率が極めて高く、ストリングの交差部分で生じる摩擦熱を該交差部分以外の周辺部へ素早く分散させ放熱させることができるため、前記摩擦熱による表面コーティング樹脂層の摩耗を予防できる。更に、ストリング自体の熱伝導率が高められるため、ボール打撃時に生じるストリングの振動が熱エネルギーとして消費されるようになり、この結果、ストリングの振動減衰性が高まり、良好な打球感を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のストリングの構成説明図。
【図２】図１のＡ−Ａ線端面説明図。
【図３】その他の実施形態に表すストリングの構成説明図。
【図４】その他の実施形態に表すストリングの構成説明図。
【図５】その他の実施形態に表すストリングの構成説明図。
【図６】その他の実施形態に表すストリングの構成説明図。
【図７】ストリングの摩耗試験方法を表す説明図。
【符号の説明】
１  ストリング
２  芯糸
３  接着剤層
４  外層糸
５  表面コーティング樹脂層
６  微細炭素繊維
７  錘
８  プーリー
９  モーター
１０  連結片
１１  ストリング
１２  ストリング
１３  ストリング
２１  芯糸
４１  外層糸
【図１】
2004202000.tif 000005
【図２】
2004202000.tif 000006
【図３】
2004202000.tif 000007
【図４】
2004202000.tif 000008
【図５】
2004202000.tif 000009
【図６】
2004202000.tif 000010
【図７】
2004202000.tif 000011