专利名称:纤维芯模铸球拍及制造方法
本发明有关用于网球，壁球(squash)，球拍球(racquet-ball)等等竞赛的球拍。本发明具体有关制造纤维加强模铸球拍框的方法。
用有加强纤维的热塑料材料模铸球拍框，加强纤维的形式为用连续纤维丝材料编成织造物或发辫，这已经是已知的技术。但是现在已有的这种生产模铸球拍框的方法，有许多缺点。例如，费时很多，首先是因为一般必须把将要在环氧树脂或聚酯树脂中模铸的纤维在环氧树脂或聚酯树脂中预浸渍。然后把预浸渍的纤维放在模具里，关闭模具，在高温下加热，再注入环氧树脂或聚酯树脂，最后凝固。这个典型方法须一小时，在这一小时中一般至少有一部份树脂溢出模具。由于这样造成的结果，加以树脂的相当大的粘滞性，一般用已知方法制造的球拍框的表面光洁度很差，所以在从模具中取出时便需要进行表面整理操作，如去毛刺，填空穴及孔眼，磨光并/或加涂层等，使外观能够合乎要求。此外，用这种方法在拍框上作穿线孔或其他的挂线结构可能是很困难的。
因此，本发明的目的是提出一种制造纤维加强球拍框的方法，可以减少上面所提到的一部份或全部缺点。
根据本发明的一个方面，提出了一种制造纤维加强模铸球拍框的方法，方法中包括至少把一个有一个管件的芯体，放在拍框定形模中，管件中至少有一层编织的加强纤维，然后把一种凝固温度和粘滞性相当低的塑料材料，诸如一种甲基丙烯酸树脂，注射进模具，包围一个或多个芯体。
因为塑料材料有相当低的粘滞性，所以不仅渗进编织的加强纤维，而且在纤维管的外侧和型腔壁之间形成一个薄层。这薄层的作用是当把模铸完成的拍框从模具中取出时，已经有一个良好的表面光洁度。
每一个芯体还可以另外有一个可充气管，放在加强纤维管内，在这情况下，方法中还可以有一个放入充气管的工序，在把芯体放入模具以前，先把不充气或稍充气的可充气管放在加强纤维管内，在注入塑料材料和塑料材料凝固时，保持充气管内充气。
最好改换一种方法，每一个芯体中可以有一个泡沫塑料芯体件，把一个挤压成形的聚乙烯泡沫芯体件放在加强纤维管体是有利的，在这情况下，在方法中增加一个编织加强纤维管的工序，最好编成发辫，包围芯体件，是有好处的。
加强纤维可以用碳纤维，硼纤维，玻璃纤维，碳化硅纤维，或用商品名称为凯夫拉尔(kevlar)的芳族聚酰胺纤维，或这几种纤维的任何形式的组合。
当把加强纤维管编成发辫形式时，最好用两种差异大的颜色编成，例如用黑碳纤维和黄凯夫拉尔纤维。这有产生外观醒目的拍框的效果，原因从下文中可以得知。
在本发明的一个理想实施方法中，在模具中放两个芯体，各放在拼模线的一侧，方法中还另外有一个工为，制造若干定线件，每一个定线件有一个第一部份，其形状适合接受至少一根在拍框上固定的弦线，把弦线定位，有一个第二部份埋在框里，在上述注射工序前，把定线件固定，从而把上述第二部份放在型腔内，夹在两个芯体之间，而第一部份伸在型腔外面的区域里，这区域以后由塑成的拍框包围。
最好每一个定线件有一个大致为U形的金属环，U型的两股的上端回弯，环的弯回的上端构成定线件的上述第二部份。
根据本发明的另一个方面，提出了一种制造纤维加强模铸球拍框的方法，方法中包括至少把一个有加强纤维的芯体，放在把拍框定形的模具中，把塑料材料注入模具，围练芯体，上述芯体通过在一个长形塑料泡沫芯体件周围，编织一个加强纤维管制成。
塑料泡沫最好是聚乙烯泡沫，芯体件最好用挤压成形，而注入模具的塑料材料和纤维，可以用本文关于本发明第一方面所阐述的任何形式。并且，定线件的设置可以如关于本发明的第一方面叙述。
根据本发明的另一个方面，提出了一种制造纤维加强模铸球拍框的方法，方法中包括各有一个管件的两个芯体，放在一个拍框定形模具内，管件至少有一个编织加强纤维层，芯体各放在模具拼合线的一侧，产生若干定线件，每一个定线件有一个第一部份，其形状适合最少把一根球拍线放进并定位，固定在拍框上，有第二部份用于埋在框里，把定线件固定，使第二部份放在型心里的两个芯体之间，而第一部份从铸成的拍框上伸出，然后向模具注入塑料材料，包围芯体和定线件的上述第二部份。
注入的塑料材料，加强纤维，芯体，和定线件可以依照关于本发明第一方面所叙述的任何形式。
本发明还包括用本发明的上述各个方面中的任何方法制造的球拍框，以及有这种球拍框的球拍。
在下文中仅作举例，将对本发明参照附图作介绍
图1是按照本发明提出的一种方法，制造加强模铸球拍框所用的一个模具的分解透视图;
图2是在图1所示的模型中，模铸拍框前阶段工序中一部份拍框的局部剖视细节透视图;
图3是图1所示的模型中，模压完成的拍框的局部俯视图，为了简化起见未示定线金属环。
图1所示的模县用标图号10作一般标志，用于模铸11所表示的球拍框。从图1中可以看出，模具10有四个主要部份，即上型板和下型板12，14，共同形成模铸球拍框11的基本型腔16，和上、下定位件18、20。定位件18、20共同形成一个小孔，把整体的曲折波浪形的钛金属线作成的定线件21定位并固定，把定线件铸在球拍框11内。模具10，定线件21和把后者相对于模具的定位及固定的方法。在英国专利申请案第8426226号中已基本叙述。但是，球拍框11，和拍框在模具10中的准确模铸方法，在下面的几个重要的方面，与该申请案中所述的方法有所不同。
首先，拍框11用连续的编织加强纤维加强，最好用碳纤维和凯夫拉尔纤维的组合，碳纤维提供抗张强度和抗弯强度，而凯夫拉尔纤维可以抵抗冲击。碳纤维是黑色的，而凯夫接尔纤维是黄色的，最好把两种纤维的分别的捆束一起编织成一个多层的管状发辫24，有图2及3所示的醒目的曲折条形的外观。发辫24形成芯体26的一部份，由连续编织纤维层而产生，每一层有两种纤维，放在挤压成形的聚乙烯芯体件28上，直到在芯体件上编织了有四五层厚的一根发辫形的管件。
编织技术本身属于已知，举例为在一个纤维芯体上编织靴带或鞋带，包括把芯体28沿一台多锭编织机的中线或轴线牵引，同时围绕芯体织第一层，然后把芯体连带第一层发辫从同一台编织机中通过，再在周围编织第二层等等。为了提高抗张强度，把一层纵向伸展的纤维放在芯体26上，最好放在倒数第二层和最后的编织层之间。
把发辫24在芯体件28上编织时，保证二者之间的极紧密配合，使发辫和芯体件之间几乎形成一个整体结构，发辫和芯体件之间，有比在编织后简单把芯体插入的方法，有大很多的整体性(尤其应该记住的是，假设分别编织这样紧配合的发辫，便也许不可能把芯体插进去了)。
可以理解到芯体26可以按上述方法连续生产，形成一个相当大的连续长度，按典型方式绕在鼓筒上。然后在需要时，只需要按要求把任何长度的芯体26，从鼓筒上松出并切断。
在模铸拍框11时，把芯体26的第一个切段26a放在型腔16的上型板部份12里，而把芯体26的第二个切段26b，放在型腔16的下型板14中型腔的壁上预先喷涂一种脱模剂，据发现这样可以帮助把芯体26a和26b保持在相应的型腔里。然后把定线件21安放在定位件18，20形成的小孔中，如上述英国专利申请案所叙述，如果需要便可以把一束加强纤维(最好用碳纤维)和从小孔中伸出的定线件21的部份22(也就是准备放在型腔16中的部份)交织。然后把模10组装，也就是上述英国专利申请案中的所谓关闭，结果定线件21的部份22便被放进型腔16中，交织在部份22周围的加强纤维就被夹持在芯体26a和26b之间，如图2所示。当模具10闭合时，芯体26a和26b倾向于互相压紧，包围定线件21的部份22，以保证部件21牢固楔在铸成的拍框11中，从下文中可以清楚地了解。
一旦模具10组装成它的闭合状态后，便把一种低粘滞性，低凝固温度的塑料材料，例如一种甲基丙烯酸树脂，加压注入型腔16。我们发现帝国化学工业公司(ICI)孟德部(Mond division)出品的一种树脂特别适当，其商标为“Modar 835”，是一种甲基丙烯酸树脂的高分子量甲基丙烯酸甲脂溶液。它的粘滞度在20℃时是40厘泊。典型方法是在30磅/平方英寸的压力下注入，凝固时保持温度为20℃，在这条件下凝固，约四分钟后便可把模具10打开，取出铸成的拍框11。但是如把树脂的温度保持在较高的温度85℃下，约一分钟便可以凝固。
由于甲基丙烯酸树脂的低粘滞性，不仅可以渗透到芯体26a和26b的加强纤维织纹，和围绕定线件21的部份22编织的纤维的织纹中去，而且形成了芯体和型腔16的壁之间的一个薄层。树脂的渗透性保证定线件21可以牢固地楔在用各种不同加强纤维模塑拍框11中去。此外，上述树脂薄层形成后，当把模具10打开时，铸成的球拍框不需要，或只需要很少的表面处理，改善它的外观。事实上，铸成的拍框11有图3中的很醒目的外观，有光滑的光洁表面，和规则的黄黑曲折发辫形条纹，通过透明树脂清晰可见，结果便只需要很少，或不需要进一步作表面处理。所以，完成球拍所需做的工作，只是在铸好的框11的手柄部30上安装一个适当的夹固件(图中未示)，并在定线件21上固定弦线。
可以理解到上面叙述的拍框11的制造方法有许多优点。首先是迅速和清洁，生产的拍框需要很少，或者不需要作进一步的表面处理，如果有必要可以作出有醒目的外表。而且，使用碳纤维和凯夫拉尔纤维加强纤维意味着球拍框11的重量轻而坚固，有良好的抗冲击性。最重要的是经过试验证明，甚至在不另外用加强纤维束围绕定线件21时，把定线件从铸成的拍框11中拉出，是需要极大的力的，这个力非常大因而事实上有时金属环断裂而仍未能被拉出。
对上面所述的制造拍框11的方法，可以作许多改变。例如可以使用碳纤维和凯夫拉尔纤维以外的其他纤维作加强纤维，诸如玻璃纤维，碳化硅纤维或硼纤维，或单独使用或综合使用。可以有各种编织款式和颜色组合，在完成的拍框上产生不同的视觉效果和图案，诸如斜方形，芝麻点图案等等。还可以把芯体26a和26b形成可充气的空心芯体件，代替泡沫芯体件28，把可充气芯体件不充气或部份充气，插在发辫24里面，然后在模铸过程中充满空气。此外，可用其他适当的低凝固温度、低粘滞性树脂，或其他类似塑料材料，代替引述的具体甲基丙烯酸树脂，包括ICI供应的“Modar”系列的树脂。事实上也还可以用热凝固塑料材料，但在使用时，上面所述的一些制造拍框11时的优点就会消失。
可以做到的另一个变化形式，就是用若干单个的环代替单环定线件24，可以采用任何方便的形状而不用金属线制造所需做的只是把第一部份形成一个环或眼圈作固定弦线用，第二个部份，也可收根部，其形状适合于埋在模型的拍框11内。
权利要求
1、一种制造纤维加强模铸球拍框的方法，其特征在于方法中包括把两个各有一根管件的芯体，放在一个模具内，形成一个拍框，芯体至少有一个编织加强纤维层，每一个芯体放在模具拼合线的一侧，形成若干定线件，每一个定线件有一个第一部份，其形状适合于接受至少一根在拍框上固定的拍网中的一根弦线，并把它定位，有一个第二部份，用于埋在框内，固定定线件，因此，当把模具闭合时，上述第二部份被放在型腔内，夹持在两个芯体之间，而第一部份伸出型腔外面进入一个由铸成的拍框包围的区域内，然后把一种塑料材料注进模具，包围芯体和定线件的上述第二部份。
2、如权利要求
第1项中所述的方法，特征为上述注入的材料是一种有相当低的凝固温度和相当低的粘滞性的塑料材料。
3、如权利要求
第2项中所述的方法，特征为上述注射塑料材料是一种甲基丙烯酸树脂。
4、如权利要求
第1项中所述的方法，特征为每一个芯体另外有一个可充气的管件，放在加强纤维管的里面，并且方法中还另外包括一个程序，在把芯体放入模具中前，把不充气的或略微充气的可充气管插在加强纤维管中，在把塑料材料注入和凝固时，保持可充气管内充满空气。
5、如权利要求
第1项中所述的方法，特征为每一个芯体另外还有一个塑料泡沫芯体，放在加强纤维管内。
6、如权利要求
第5项中所述的方法，特征为上述塑料泡沫芯体件的形式，是挤压聚乙烯泡沫芯体件。
7、如权利要求
第5项中所述的方法，特征为另外包括一个步骤，在芯体的周围编织每一个加强纤维层。
8、如权利要求
第6项中所述的方法，特征为另外包括一个步骤，在芯体的周围编织每一个加强纤维层。
9、如权利要求
第7项中所述的方法，特征为在芯体周围连续编织若干加强纤维层，在上述若干纤维层上另外形成一个加强纤维层，基本沿芯体件的纵向，并平行于芯体件伸展，然后围绕纵向伸展的纤维，至少编织一个加强纤维的外层。
10、如权利要求
第7项中所述的方法，特征为每一个编织纤维层编成一个发辫。
11、如权利要求
第7项中所述的方法，特征为对加强纤维有所选择，织成差异大的两种颜色的条纹。
12、如权利要求
第7项中所述的方法，特征为加强纤维是从一组包含碳纤维，硼纤维，玻璃纤维，碳化硅纤维，任何以凯夫拉尔为商品名称出售的芳族聚酰胺纤维，和各种上述纤维的组合中选择的纤维。
13、如权利要求
第1项中所述的方法，特征为每一个定线件中有一个大致为U形的金属线环，U形两股的上端回弯，从而环的上端回弯，构成线件的上述第二部份。
14、如权利要求
第13项中所述的方法，特征为若干上述定线件通过弯折一个金属线段整体形成。
15、如权利要求
第14项中所述的方法，特征为另外安排了伸长的加强纤维，把上述U形腿股的上述上端固定在型腔内，藉以铸在拍框内。
16、如权利要求
第13项中所述的方法，特征为上述金属线为钛线。
17、用权利要求
第1项中的方法制造的模铸球拍框。
18、用权利要求
第2项中的方法制造的模铸球拍框。
19、用权利要求
第5项中的方法制造的模铸球拍框。
20、根据权利要求
第17项的拍框的球拍。
21、一种制造纤维加强模铸球拍框的方法，特征在于方法中包括至少把一个有一个管件的芯体，放在一个形成拍框的模具内，管件至少有一个编织加强纤维层，并把一种有相当低的凝固温度和相当低的粘滞性的塑料材料，注入模具，包围一个或数个芯体。
22、如权利要求
第21项中所述的方法，特征为上述塑料材料是一种甲基丙烯酸树脂。
23、如权利要求
第21项中所述的方法，，特征为每一个芯内还另有一个放在加强纤维管中的可充气管件，并且还另有一个程序，把不充气或略微充气的可充气管，在把芯体放入模具中以前，插进加强塑料管内，在把塑料材料注入和凝固前，保持可充气管内充气。
24、如权利要求
第21项中所述的方法，特征为每一个芯体另外还有一个塑料泡沫芯体件，放在加强纤维管内。
25、如权利要求
第24项中所述的方法，特征为上述塑料泡沫件芯体件的形式，是挤压聚乙烯泡沫芯体件。
26、如权利要求
第24项中所述的方法，特征为另外包括一个步骤，在芯体的周围编织每一个加强纤维层。
27、如权利要求
第26项中所述的方法，特征为在芯体周围连续编织若干加强纤维层，在上述若干纤维层上另外形成一个加强纤维层，基本沿芯体件的纵向，并平行于芯体件伸展，然后围绕向伸展的纤维，至少编织一个加强纤维的外层。
28、如权利要求
第21项中所述的方法，特征为每一个编织纤维层编成一个发辫。
29、如权利要求
第21项中所述的方法，特征为对加强纤维有所选择，织成差异大的两种颜色的条纹。
30、如权利要求
第21项中所述的方法，特征为加强纤维是从一组包含碳纤维，硼纤维，玻璃纤维负碳化硅纤维，任何以凯夫拉尔为商品各称出售的芳族聚酰胺纤维，和各种上述纤维的组合中选择的纤维。
31、用权利要求
第21项中的方法制造的模铸球拍框。
32、用权利要求
第23项中的方法制造的模铸球拍框。
33、用权利要求
第24项中的方法制造的模铸球拍框。
34、有权利要求
第31项中的拍框的球拍。
35、一种制造纤维加强模铸球拍框的方法，特征为方法中包括至少把一个有加强纤维的芯体，放在形成拍框的模具内，并把一种塑料材料注入模具，包围芯体，并且上述芯体通过在长形塑料泡沫周围，编织一根加强纤维管制成。
36、如权利要求
第35项中所述的方法，特征为塑料泡沫为聚乙烯泡沫。
37、如权利要求
第35项中所述的方法，特征为芯体件用挤压成形形成。
38、如权利要求
第35项中所述的方法，特征为在芯体周围连续编织若干加强纤维层，在上述若干纤维层上另外形成一个加强纤维层，基本沿芯体件的纵向，并平行于芯体件伸展，然后围绕纵向伸展的纤维，至少编织一个加强纤维的外层。
39、如权利要求
第35项中所述的方法，特征为每一个编织纤维层编成一个发辫。
40、如权利要求
第35项中所述的方法，特征为对加强纤维有所选择，织成差异大的两种颜色的条纹。
41、如权利要求
第35项中所述的方法，特征为加强纤维是从一组包含碳纤维，硼纤维，玻璃纤维，碳化硅纤维，任何以凯夫拉尔为商品名称出售的芳族聚酰胺纤维，和各种上述纤维的组合中选择的纤维。
42、用权利要求
第35项中的方法制造的模铸球拍框。
43、用权利要求
第36项中的方法制造的模铸球拍框。
44、有权利要求
第4.2项中的拍框的球拍。
专利摘要
制造纤维加强模铸球拍框的方法，包括把两个各有一根相应管件的芯体放在形成拍框的模具中，管件至少有编织的加强纤维层。芯体各放在模具拼合线的一侧。有若干定线件形成，每一个定线件有第一部分，形状适合至少接受一根在拍框上固定的拍网中的一根弦线，有第二部分，用于埋在框内。把模具闭合时，第二部分放在型腔内部的两个芯体之间，而第一部分伸出型腔外面，进入由铸成的拍框包围的区域内。把一种塑料材料注入模具，包围芯体和定线件的第二部分。
文档编号A63B49/02GK86101676SQ86101676
公开日1986年11月5日 申请日期1986年3月12日
发明者乔纳森·C·莫特 申请人:多样化制品公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan