专利名称：高尔夫球杆杆身以及使用该高尔夫球杆杆身的高尔夫球杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种缠绕热硬化性树脂预浸材料(片)并使其热硬化制造的高尔夫球杆杆身(碳杆身)以及高尔夫球杆。
背景技术：
预浸材料已知为使未硬化的热硬化性树脂含浸在强化纤维(增强纤维、碳纤维等)的片状材料，在高尔夫球杆杆身中，在由锥形轴构成的心轴上缠绕多张预浸材料，使其热硬化形成锥形状杆身。图10是示出由多个预浸材料构成的高尔夫球杆杆身I的典型的构成例的概念图。高尔夫球杆杆身1，从其下层开始依次具有压缩刚性(压坏刚性)保持层2，由使纤维方向相对于杆身的长度方向垂直的预浸材料(90° (环向)层预浸材料)构成；扭转刚性保持层3，由使纤维方向相对于杆身的长度方向斜交的预浸材料(斜交(偏置)预浸材料、45°层预浸材料)构成；以及弯曲刚性保持层4，由使纤维方向朝向与杆身的长度方向平行的方向的预浸材料(0°层预浸材料)构成。压缩刚性保持层2和扭转刚性保持层3有时候上下调换。构成压缩刚性保持层2和弯曲刚性保持层4的预浸材料由于纤维方向单一，所以一般被称为TO (UNI-DIRECTION (单向))预浸材料。另外，扭转刚性保持层3—般包括相对于杆身长度方向的纤维方向对称(一般相对于长度方向±45° )的一对UD预浸材料(45°层、偏置层)，此外，将使平织织物(二轴织物)、三轴织物、四轴织物含浸在热硬化性树脂的平织织物(二轴织物)预浸材料、三轴织物预浸材料、四轴织物预浸材料包含于扭转刚性保持层3中的高尔夫球杆杆身I也是由本申请人开发的。现有技术文献 专利文献专利文献I :日本特开平9-131422号公报专利文献2 :日本特开2000-51413号公报
发明内容
(发明要解决的问题)在这样的高尔夫球杆杆身I中，对于压缩刚性保持层2，纤维方向被限定为90°，对于弯曲刚性保持层4，纤维方向被限定为0°。与此相对，对于扭转刚性保持层3，其中包含的纤维的方向越多样，各向同性(等方性)(不论方向的扭转强度)越高，认为获得了接近钢杆身的打感。这是在扭转刚性保持层3中使用平织织物、三轴织物、四轴织物的主要的理由。关于各向同性的大小，如果使用“各向同性度(度数)”这一概念，认为按照一对偏置层预浸材料、平织织物预浸材料、三轴织物层预浸材料、四轴织物层预浸材料的顺序各向同性度提闻。并且，钢杆身的各向同性度最闻。但是，另一个问题是对扭转刚性保持层3的厚度(重量)有限制这一点。既然对厚度有限制，就需要以更少预浸材料的更少层数4数)(缠绕数)确保充分的扭转刚性。换言之，在使用相同张数的异种或者同种的预浸材料时，寻求能够更加提高扭转刚性的构造。本发明基于以上的问题意识而产生，其目的在于，得到一种构成扭转刚性保持层的预浸材料的各向同性较高，并且能够以更少预浸材料的更少层数确保充分的扭转刚性的闻尔夫球杆杆身以及使用该闻尔夫球杆杆身的闻尔夫球杆。(解决技术问题的技术方案)本发明着眼于如下事项而达成。改进现有的扭转刚性保持层的如下构成缠绕相对于高尔夫球杆杆身的长度方向的纤维的斜交方向特定的预浸材料，之后，在其上缠绕其他纤维方向的预浸材料。本发明中，预先重合这些纤维方向不同的预浸材料，保持重合这些 预浸材料的状态，如果连续缠绕两次以上，在将重合的预浸材料看成一张预浸材料时，各向同性度提高，另一方面，当看成各单张的预浸材料时，由于在该预浸材料的表里，横贯两旋转(周)以上具有其他纤维方向的预浸材料，所以能够抑制各预浸材料的层间的偏移(加热硬化后的各预浸材料的纤维间的偏移)，从而能够提高扭转刚性。S卩，本发明的高尔夫球杆杆身，具有具备相对于杆身的长度方向斜交的强化纤维的热硬化性树脂的扭转刚性保持层，所述高尔夫球杆杆身的特征在于，所述扭转刚性保持层包含将使热硬化性树脂含浸在强化纤维的至少两层的预浸材料成组的多层预浸材料组，在所述多层预浸材料组中的多个预浸材料中，包含相互不同方向的强化纤维，以及所述多层预浸材料组在重合所述多个预浸材料的状态下连续缠绕两次以上。在本说明书中，所谓的“强化纤维”是指除了碳纤维以外，还有氧化铝纤维、芳纶纤维、基诺拉纤维、非晶纤维、玻璃纤维等各种纤维。所述多层预浸材料组能够具备缠绕方向相互相反的一对。优选的是，在所述多层预浸材料组中，包含使热硬化性树脂含浸在织物强化纤维的织物预浸材料、和使热硬化性树脂含浸在纤维方向在一方向上对齐的强化纤维的UD预浸材料。在该情况下，所述织物预浸材料中的织物强化纤维可以为平织织物、三轴织物以及四轴织物中的任意一种以上。并且，所述UD预浸材料能够包含纤维方向相对于杆身长度方向对称的一对倾斜UD预浸材料。本发明的高尔夫球杆杆身，除了扭转刚性保持层以外，能够包含压缩刚性保持层，所述压缩刚性保持层由纤维方向相对于杆身的长度方向垂直的UD预浸材料构成，此外(或者)，能够包含弯曲刚性保持层，所述弯曲刚性保持层由纤维方向与杆身的长度方向平行的UD预浸材料构成。本发明的高尔夫球杆杆身，能够在最外层包含装饰层，所述装饰层由纤维方向与杆身的长度方向平行的UD预浸材料构成。本发明的高尔夫球杆，为在以上构成的高尔夫球杆杆身上安装球杆杆头和握把的高尔夫球杆。(发明的效果)根据本发明，能够得到构成扭转刚性保持层的预浸材料的各向同性较高，并且能够以更少预浸材料的更少层数确保充分的扭转刚性的高尔夫球杆杆身以及使用该高尔夫球杆杆身的闻尔夫球杆。
图I是示出根据本发明的高尔夫球杆杆身的第一实施方式的、与长度方向垂直的截面模式图。图2是三轴织物的俯视图。图3是沿着图2的III-III线的剖视图。 图4是由强化纤维的方向相对于杆身的长度方向对称的两张UD预浸材料构成的UD预浸材料的概念俯视图。图5是示出根据本发明的高尔夫球杆杆身的第二实施方式的、与长度方向垂直的截面模式图。图6是不出根据本发明的闻尔夫球杆杆身的第三实施方式的、与长度方向垂直的截面模式图。图I是平织织物的俯视图。图8是平织织物的剖视图。 图9是四轴织物的俯视图。图10是示出现有的一般的高尔夫球杆杆身的构成例的模式立体图。符号说明10、40、50高尔夫球杆杆身11压缩刚性(压坏刚性)保持层12弯曲刚性保持层13装饰层(研磨层、弯曲刚性保持层)20扭转刚性保持层30、60多层预浸材料组31三轴织物预浸材料32UD预浸材料32a、32b倾斜UD预浸材料3三轴织物41平织织物(二轴织物)预浸材料4平织织物(二轴织物)5四轴织物。
具体实施例方式以下，参照附图对根据本发明的高尔夫球杆杆身的各实施方式进行说明。在本说明书中，所谓“各向同性”是指不论高尔夫球杆杆身的方向的扭转强度。(实施方式一)图I是本发明的第一实施方式涉及的高尔夫球杆杆身10的模式截面图。众所周知，高尔夫球杆杆身10形成为从其前端小径侧开始朝向手把(手元)大径侧逐渐加大外径的圆锥筒状，在其小径侧端部安装球杆杆头，在大径侧端部安装握把，其图示省略。该高尔夫球杆杆身10与图10的现有品一样，从下层(内侧)开始依次具有压缩刚性(压坏刚性)保持层11、扭转刚性保持层20、弯曲刚性保持层12以及装饰层(研磨层、弯曲刚性保持层)13。在图I中，为了容易理解本实施方式，夸大描绘这些各层11、20、12、13的厚度、台阶。在图I中，描绘了在各层11、20、12、13的缠绕开始结束位置的附近具有间隙，这些间隙在加热硬化时被热硬化树脂填满。另外，本实施方式的特征在于扭转刚性保持层20的构成，由于压缩刚性保持层11和弯曲刚性保持层12为(能够成为)与图10的现有品一样的构成，所以省略其截面形状。一般来说，压缩刚性保持层11由使纤维方向朝向与杆身的长度方向垂直的方向的90°层的UD预浸材料构成，弯曲刚性保持层12由纤维方向与杆身的长度方向平行的0°层的UD预浸材料构成。这些压缩刚性保持层11和弯曲刚性保持层12的预浸材料的层数，考虑被包含的强化纤维的物性以及被含浸的热硬化性树脂的物性，根据杆身所要求的规格进行设定。位于高尔夫球杆杆身10的最外层的装饰层(研磨层、弯曲刚性保持层)13由纤维方向与杆身的长度方向平行的0°层的UD预浸材料构成，通过研磨该装饰层13，调整杆身的弯曲刚性，并且杆身的外观变好。并且，本实施方式的压缩刚性保持层11、扭转刚性保持层20、弯曲刚性保持层12以及装饰层13全部为整个高尔夫球杆杆身10的全长的全长层。在前端小径部以及(或者)手把大径部，根据需要(按照常规)，有时缠绕短尺寸的预浸材料。扭转刚性保持层20通过将三轴织物预浸材料31和UD预浸材料32重合的多层预 浸材料组30连续缠绕两圈而形成。即，将三轴织物预浸材料31和UD预浸材料32预先重合成为多层预浸材料组30，并缠绕于在圆锥状的心轴上缠绕的压缩刚性保持层11上。在该多层预浸材料组30上，缠绕弯曲刚性保持层12的预浸材料。按照常规，使其加热硬化形成高尔夫球杆杆身10。众所周知，压缩刚性保持层11和弯曲刚性保持层12的预浸材料、与三轴织物预浸材料31和UD预浸材料32，一般以缠绕于心轴时全长为整数层的方式形成为平面梯形。图2、图3是包含于三轴织物预浸材料31的三轴织物3的概念图。三轴织物3具有相对于横线3a斜交的第一纵线3b和第二纵线3c，这些横线3a、纵线3b以及3c以形成正六角形的空隙3P的方式形成交替在线的上下交织的构造。各线所成的角度9理想为120°。由于三轴织物具有模拟各向同性，所以与UD预浸材料相比较，即使单独使用也难以产生变形或者偏移。另外，在缠绕三轴织物预浸材料31时，例如能够使横线3a朝向杆身的长度方向或者垂直杆身的长度方向进行缠绕，即使方向偏移，也必然包含相对于杆身的长度方向倾斜的强化纤维。如图4所示，UD预浸材料32由强化纤维的方向相对于杆身的长度方向对称的两张倾斜UD预浸材料32a、32b构成。包含于倾斜UD预浸材料32a和32b的强化纤维的相对于杆身长度方向的倾斜方向一般为30° 60° ,但并不限定于此。在此，在仅多次缠绕三轴织物预浸材料31的情况下，三轴织物预浸材料相互之间抵接，但是由于三轴织物预浸材料通过交织三方向的线形成而存在凹凸，所以容易在层间产生间隙。与此相对，如本实施方式，如果层叠三轴织物预浸材料31和UD预浸材料32而形成多层预浸材料组30，则由于在层间产生的凹凸变少，所以在使预浸材料的热硬化性树脂硬化时，能够使三轴织物预浸材料31和UD预浸材料32的层间的偏移(纤维间的偏移)极难以产生。另外，由于在三轴织物预浸材料31和预浸材料32中包含相互不同方向的强化纤维，所以能够抑制相互的扭曲变形。另外，由于不是将纤维方向不同的三轴织物预浸材料31和UD预浸材料32 (32a、32b)作为分别的层进行缠绕，而是作为一组层进行缠绕，所以，能够将多层预浸材料组30看成一张预浸材料，其结果，能够增大高尔夫球杆杆身10的各向同性。即，在将三轴织物预浸材料31和UD预浸材料32 (32a、32b)作为分别的层进行缠绕的情况下，高尔夫球杆杆身10的各向同性也不过是各预浸材料具有的各向同性的单纯的合计，但是，如果在重合三轴织物预浸材料31和UD预浸材料32 (32a、32b)的状态下连续缠绕，则发现虽然使用的预浸材料完全相同，却具有显著地超过各预浸材料所具有的各向同性的单纯的合计的较高的各向同性。由此，得到接近各向同性较高的钢杆身的打感的高尔夫球杆杆身10。另外，当将多层预浸材料组30看成三轴织物预浸材料31和UD预浸材料32(32a、32b)的各单张的预浸材料时，由于在各预浸材料的表里，横贯两旋转(周)以上具有其他纤维方向的预浸材料，所以能够抑制各预浸材料的层间的偏移(加热硬化后的各预浸材料的纤维间的偏移)，从而能够提高扭转刚性。即，内外邻接的三轴织物预浸材料31和UD预浸材料32 (32a、32b)相互压合而限制移动，其结果，能够抑制层间的偏移(纤维间的偏移)而提高扭转刚性。作为构成压缩刚性保持层11以及弯曲刚性保持层12的预浸材料、与包含于三轴 织物预浸材料31以及UD预浸材料32的强化纤维，除了碳纤维以外，能够使用氧化铝纤维、芳纶纤维、基诺拉纤维(^ 7 )繊維)、非晶纤维、玻璃纤维等。即，线的种类基本上无限定。线的粗细优选为3K (IK为丝1000根)以下。如果超过3K，则预浸材料变得过厚，有不能确保充分的纤维密度(织入根数)的可能，并且有缠绕于心轴的操作性变坏的可能。含浸于这样的强化纤维的树脂基本上可以使用任何树脂。例如能够使用环氧树月旨、不饱和聚酯树脂、酚树脂、乙烯基酯树脂、聚醚醚酮树脂等。关于预浸材料的厚度，UD预浸材料优选为0. 02、. 25mm,织物预浸材料优选为0. 06 0. 30mm。如果预浸材料(织物预浸材料)的厚度不到0. 02mm (0. 06mm)，难以得到良好的刚性，如果超过0. 25mm (0. 30mm)，有在杆身的长度方向产生刚性的偏置的可能。预浸材料的重量优选为400g/m2以下。如果超过400g/m2，则变得过厚，缠绕于心轴会变得困难。关于预浸材料的树脂量，UD预浸材料优选为20至50重量％，织物预浸材料优选为30至60重量％。如果UD预浸材料(织物预浸材料)的树脂量不到20重量％ (30重量％)，则树脂量过少，有不能制造良好的杆身的可能。如果超过50重量％ (60重量％)，则在杆身为同重量的情况下，有不能呈现充分的扭转刚性的可能。图示例的多层预浸材料组30的缠绕数为“2”，但是考虑到强化纤维以及热硬化性树脂的物性等，基于杆身所要求的性能，缠绕数能够为“2”以上。(实施方式二)图5是本发明的第二实施方式涉及的高尔夫球杆杆身40的模式截面图。该实施方式为，设置两个在图I至图4中说明的两次缠绕的多层预浸材料组30 (设置两层扭转刚性保持层20)，并且，使其缠绕方向相反(一个向右缠绕而另一个向左缠绕)。根据这样构成的高尔夫球杆杆身40，缠绕产生的方向性消失，此外，能够更加确实地防止圆周方向的层间的变形以及偏移。即，扭转刚性保持层20的周方向的均匀度增加，强度提高，同时，外观上装饰也变好。(实施方式三)
图6是本发明的第三实施方式涉及的高尔夫球杆杆身50的模式截面图。在该实施方式中，准备层叠有使热硬化性树脂含浸在平织织物(二轴织物)的平织织物(二轴织物)预浸材料41和UD预浸材料32的多层预浸材料组60，将该多层预浸材料组60在图I中说明的多层预浸材料组30上连续两次并且与多层预浸材料组30逆向地进行缠绕。图7、图8是包含于平织织物预浸材料41的平织织物4的概念图。平织织物4为将相互垂直的横线4a和纵线4b交织的构造，以相对于杆身的长度方向横线4a和纵线4b理想地成45°的方式分别进行缠绕。由于心轴为圆锥状，因此根据缠绕方式，横线4a、纵线4b与杆身长度方向所成的角度较45°略有偏差，由于横线4a和纵线4b所成的角度为90° ,所以稳定。代替以上实施方式的三轴织物预浸材料31或者平织织物预浸材料41，也可以使用使热硬化性树脂含浸在四轴织物的四轴织物预浸材料。图9示出包含于四轴织物预浸材料的四轴织物5，该四轴织物5具有与杆身长度方向平行的纵轴线5a、垂直于该纵轴线5a的横轴线5b、相对于纵轴线5a和横轴线5b以对称的角度(例如45°和-45° )斜交的斜交 轴线5c以及5d，并且形成这些纵轴线5a、横轴线5b、斜交轴线5c、5d相互在线的上下交织的构造。在纵轴线5a、横轴线5b、斜交轴线5c、5d之间形成五角形的空隙5P。通过使这样的四轴织物5含浸在未硬化的热硬化性树脂，形成四轴织物预浸材料。并且，纵轴线5a(横轴线5b)与斜交轴线5c (5d)斜交的角度并无限定。在以上的实施方式中，多层预浸材料组由三轴织物预浸材料和UD预浸材料的组合、平织织物预浸材料和UD预浸材料的组合、或者四轴织物预浸材料和UD预浸材料的组合构成，但是这些组合为一例，本发明基本上只要在多层预浸材料组中的多个预浸材料中包含相互不同方向的强化纤维即可。表I中示出可能的预浸材料的组合的例子。表I
形成多层预浸材料组的预浸材料的组合 ~ UD^EliFUDmiiS ~UD预浸材料+平织织物预浸材料
IUD预浸材料+三轴织物预浸材料
~UD预浸材料+四轴织物预浸材料
~平织织物预浸材料+平织织物预浸材料
~6平织织物预浸材料+三轴织物预浸材料
~平织织物预浸材料+四轴织物预浸材料
I三轴织物预浸材料+三轴织物预浸材料
~~9三轴织物预浸材料+四轴织物预浸材料
权利要求
1.一种高尔夫球杆杆身，具有具备相对于杆身的长度方向斜交的强化纤维的热硬化性树脂的扭转刚性保持层，所述高尔夫球杆杆身的特征在于， 所述扭转刚性保持层包含将使热硬化性树脂含浸在强化纤维的至少两层的预浸材料成组的多层预浸材料组， 在所述多层预浸材料组中的多个预浸材料中，包含相互不同方向的强化纤维，以及 所述多层预浸材料组在重合所述多个预浸材料的状态下连续缠绕两次以上。
2.根据权利要求I所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于， 所述多层预浸材料组具备缠绕方向相互相反的一对。
3.根据权利要求I或2所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于， 在所述多层预浸材料组中，包含使热硬化性树脂含浸在织物强化纤维的织物预浸材料、和使热硬化性树脂含浸在纤维方向在一方向上对齐的强化纤维的UD预浸材料。
4.根据权利要求3所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于， 所述织物预浸材料中的织物强化纤维为平织织物、三轴织物以及四轴织物中的任意一种以上。
5.根据权利要求3或4所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于， 所述UD预浸材料包含纤维方向相对于杆身长度方向对称的一对倾斜UD预浸材料。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于还包含压缩刚性保持层， 所述压缩刚性保持层由纤维方向相对于杆身的长度方向垂直的UD预浸材料构成。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于还包含弯曲刚性保持层， 所述弯曲刚性保持层由纤维方向与杆身的长度方向平行的UD预浸材料构成。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于进一步在最外层包含装饰层， 所述装饰层由纤维方向与杆身的长度方向平行的UD预浸材料构成。
9.一种高尔夫球杆，其特征在于， 在权利要求I至8中任一项所述的高尔夫球杆杆身上安装球杆杆头和握把。
全文摘要
本发明提供一种构成扭转刚性保持层的预浸材料的各向同性较高，并且能够以更少预浸材料的更少层数确保充分的扭转刚性的高尔夫球杆杆身以及使用该高尔夫球杆杆身的高尔夫球杆。本发明的高尔夫球杆杆身，具有具备相对于杆身的长度方向斜交的强化纤维的热硬化性树脂的扭转刚性保持层，高尔夫球杆杆身的特征在于，上述扭转刚性保持层包含将使热硬化性树脂含浸在强化纤维的至少两层的预浸材料成组的多层预浸材料组，在上述多层预浸材料组中的多个预浸材料中，包含相互不同方向的强化纤维，以及上述多层预浸材料组在重合上述多个预浸材料的状态下连续缠绕两次以上。
文档编号A63B53/10GK102791339SQ20108006283
公开日2012年11月21日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年2月2日
发明者中村崇人, 松本纪生, 若林雅贵, 菅野知伸 申请人:藤仓橡胶工业株式会社