专利名称：球及球的制造方法
技术领域：
本发明涉及运动中使用的球，特别是涉及无压力球，诸如无压力网球。
传统的网球及许多其它运动用球具有弹性材料的壁或壳，该弹性材料通常是橡胶合成物或类似橡胶的材料。壁构造了中空的球或形成空腔的核心部分，气体，通常是空气，以所需的压力注入该空腔。
在空腔含有高于大气压力的压力气体的情况下，该球称为加压力球。在空腔含有大致上和大气压力相同压力的气体的情况下，该球称为无压力球。
上述两种型式的网球能被造得满足国际草地网球联合会规定的在直径、重量、回弹及变形方面的要求。此外为了满足这些要求，网球应当具有寿命长及良好和一贯的运动性能。
加压力球的寿命相对短，这是由于气体渗透出橡胶或类似橡胶材料的壁的结果。另一方面，无压力球具有大致上较长的寿命，但难于产生所需的运动性能。
因此需要一种改良的球，特别是一种网球，它将专门解决这些问题。
根据本发明，提供了一种具有弹性材料壁的球，该壁构成了含有填充物的空腔，填充物由许多基本密闭的细粒组成。
通过把这种填充物加入球的空腔，球的变形性能，及特别是动态变形性能将能加以控制，这样使得球的运动性能可容易地按要求来决定。
应当指出，加压力球的变形性能很大程度上取决于空腔中的压力气体，而传统的无压力球的变形性能主要由构成球壁的弹性材料的性质来决定。
于是，压缩加压力球所需的力，随着压缩量的增加而沿一条曲线继续增大，该曲线主要由球腔内升高的压力来决定并是逐渐地上升。在传统的无压力球中，压缩力跟随上升曲线变化，该曲线由于主要受弹性壁的材料性质的影响的结果而变得更复杂，该弹性壁还控制着球的回弹。
通过改变构成球壁的弹性材料的性质和含有密闭细粒的填充物的性质这两者，球的压缩性能以及，从而，球的运动性能，特别是无压力网球，能够容易地适应各种需求。
较好的是，空腔基本上都被基本密闭的细粒所填充以便对压缩性能施加影响。然而也可能让基本密闭的细粒只填充与(腔)内面相邻的空腔的周边部分，而在空腔的中心部分使用别的材料，并仍然能获得所需的压缩性能。
在优选的实施例中，基本密闭的细粒是弹性的，以便能适应球在压缩期间空腔的形状变化。由于相同的原因，基本密闭细粒可能是分离的中空体，它在球腔形状变化期间可以彼此相对运动。
当然，既不需要所有的密闭细粒都是分离的中空体，也不需要所有的中空体都是分离的。
微型球，特别是聚合的微型球是中空体的优选形状。它们具有优选的弹性并可在未膨胀的及膨胀的形态下使用。再者，微型球具有小的重量，这样它们对球的重量不会有不利的作用。此外，这微型球构成了球腔的主要防漏填充物。
较好的是，膨胀的聚合微型球的颗粒尺寸在15微米至150微米范围内，以及更好的是30微米至100微米。在一种优选的结构中，填充物的重量从0.5克至4.0克，较好的是从1.0克至3.0克。适用的微型球是可买到的瑞典AKZO NOBEL的商品名称为EXPANCEL的产品。
为了易于填充，较好的是微型球以可膨胀材料来制成，该可膨胀材料例如可以未膨胀材料的丸状或片状形式提供，然后该未膨胀材料就地膨胀，以使空腔基本上被已膨胀的微型球所填充。
在本发明的一个实施例中，未膨胀材料被制成预成形物，诸如丸或片，放入空腔中并随后膨胀以形成微型球填充物。
聚合材料包括可相容的粘合剂材料，其可从乙酸乙基乙烯基酯、石蜡中选择一种或更多种。粘合剂材料促进未膨胀材料预成形物的形成。
本发明也提供了通过形成弹性材料的圆形壳和在空腔内加填充物来制造具有空腔的球的方法，所说的填充物含有许多基本密闭的细粒，最好是微型球。
空腔可以填充预膨胀的微型球。
可选择的是，填充物可由未膨胀材料在空腔内就地形成。在这种情况下，未膨胀材料典型地变成预成形物，该预成形物被放入空腔并随后就地转变成聚合的微型球。预成形物可以是丸状或片状的。
微型球可以是聚合的微型球。在本发明的一个实施例中，该聚合材料包括可相容的粘合剂，诸如乙酸乙基乙烯基酯和/或石蜡。
在一种安排中，制作方法含有以下步骤把未膨胀材料的预成形物放入至少一对半球形的半壳中；把两个半壳粘合在一起以形成空腔；和使材料膨胀以形成基本上填充了空腔的微型球填充物。
典型的情况是，聚合的材料是在被加热到温度80℃至140℃时膨胀。
在另外的安排中，制作方法包含以下步骤在弹性材料(制成)的两个半球形的半壳之间放入某一体积的膨胀材料；和把两个半壳粘结在一起以形成空腔。
把某一体积的膨胀材料放入由弹性材料(构成)的两个半圆球形的半壳之间的步骤包含了首先把所说的体积的膨胀材料密封在软包封内。更精确地说，就是把未膨胀的材料首先密封在软材料内并且之后在其内膨胀。
在本发明的实施例中，特别是把网球仅作为例子，将更详细地描述以便更清楚地了解本发明。
加压力的网球起初具有良好的运动性能，但由于气体的逸出而削弱了运动性能。这一运动性能丧失的问题已被本发明通过在空腔中填充小重量微型球(在这种情况下是聚合的微型球)而解决了。
本发明中应用的聚合的微型球在制造网球的过程中既可以是预膨胀的也可以是就地膨胀的。已经发现微型球可以全纯微型球方式或混以合适的聚合粘合材料方式来使用。
预膨胀的、未膨胀的、聚合粘合预膨胀的及聚合粘合未膨胀的材料在这一(制造)规程中全都充作填充物。
本发明中使用的微型球是具有下列直径的中空热塑性颗粒预膨胀微型球的颗粒尺寸为15-80微米，而未膨胀微型球的颗粒尺寸为6-24微米。然而，已膨胀的颗粒的颗粒尺寸为10至150微米，较好的是在30微米至100微米范围内。
微型球含有挥发性液体。这一挥发性液体的量通常为微型球重量的5-50％。挥发性液体是传统的碳氢化合物，诸如异丁烷。要懂得所选的应该是不能溶解微型球的热塑性材料的挥发性液体。
当纯粹应用微型球时，需要0.5克-1.5克来填充空腔的核心部分。在有粘合剂时，混合物的总重量在1.0克至3.0克之间。已经发现在制造网球的工艺中聚合的粘合剂是适用的。合适的粘合材料包括熔点为95℃的乙基乙烯基醇(EVA)，以及熔点为50-52℃的粗石蜡。为了简化配料，最好使微型球在一单独的工序中与聚合的粘合剂材料相混合并制成诸如丸状或片状的预成形物。
为了调节填充物，可对球作些改变。例如，使用较轻的毛毡和/或不同的核心部分重量。
为了制造网球，各种弹性材料和不同的化学配料相混合。混合物被研磨到均匀的稠度并餵入挤压机使混合物成为预成形物。弹性的预成形物被放入多空腔的精密模具中。在压力和热的作用下，预成形物变成半球形，每个半球形就是网球核心部分的一半。这些半球的边缘是圆的。然后这些边缘在双圆盘输送带装配装置上被涂上粘合剂。
含有纯粹的或混合的粘合的未膨胀微型球的丸粒被加在一条圆盘输送带上的半壳上。一个从每一圆盘输送带装置来的半壳和一个含有丸粒的半壳会合而其它的半壳则空着。
半壳在进入第二道处理工序之前用粘合剂粘合在一起。这个第二道处理使构成无压力的整球核心部分的半壳永久地熔化。该完整的及有弹性的核心部分被输送至磨削机，磨削机把核心部分的表面磨光。稍微粗糙的表面能使球的核心部分较好地留住粘合剂并导致球与外壳部分的良好粘合。随着磨削，核心部分就被涂上粘合剂。
球核心部分的外壳裁自毛毡。从毛毡卷上裁下外壳块之前，毛毡卷的背面涂有受控数量的粘合剂。构成网球接缝的外壳块的边缘涂有粘合剂。外壳工序后，网球被移至另一压机以进行第三道处理工序。在第三道处理工序中的热和压力的应用保证了外壳和核心部分之间的牢固粘合。时间对于处理程度和微型球的膨胀程度也是重要的。微型球应该在这一工序中完全地膨胀而空腔应该被填充。膨胀的温度范围从80℃至140℃。
从处理压机移开后，然后用蒸气给球松毛以使毛毡上的绒毛立起并使之干燥，形成加工完的网球。
以上描述的网球遵守了国际草地网球联合会的规范并且其运动性能至少和传统的网球一样好。
应该了解的是，本发明是参照网球来描述的，它也可以应用到其它的具有构成空腔的弹性材料的壁的运动用球，即足球、排球、篮球及软式网球。
还有，应当明白，在不偏离本发明的精神和目标的情况下，技术人员可对上述的发明实施例作修改。例如，可以使用除微型球以外的其它材料，只有它们具有基本密闭的细粒，而细粒能对球的压缩性能起作用。
权利要求
1.一种球，具有构成空腔的弹性材料的壁，其特征在于，空腔含有由许多基本密闭的细粒组成的填充物。
2.如权利要求1的球，其特征在于，空腔中的压力大致上是大气压力。
3.如权利要求1或2的球，其特征在于，基本密闭的细粒填充在和空腔壁的内面相邻的空腔周边部分。
4.如权利要求1或2的球，其特征在于，空腔大致上被基本密闭的细粒所填充。
5.如权利要求1-4中任一条的球，其特征在于，基本密闭的细粒具有弹性的壁。
6.如权利要求1-5中任一条的球，其特征在于，至少一些基本密闭的细粒是分离的中空体。
7.如权利要求1-5中任一条的球，其特征在于，大致上所有的基本密闭的细粒是分离的中空体。
8.如权利要求6或7的球，其特征在于，中空体是微型球。
9.如权利要求8的球，其特征在于，微型球是聚合的微型球。
10.如权利要求8或9的球，其特征在于，微型球的颗粒尺寸在15微米至150微米范围内。
11.如权利要求10的球，其特征在于，微型球的颗粒尺寸在30微米至100微米范围内。
12.如权利要求1-11中任一条的球，其特征在于，填充物的重量为0.5克至4.0克。
13.如权利要求12的球，其特征在于，填充物的重量为1.0克至3.0克。
14.如权利要求1-13中的任一条的球，其特征在于，基本密闭的细粒是由可膨胀材料就地形成的。
15.如权利要求14的球，其特征在于，可膨胀材料被制成诸如丸状或片状的预成形物，被放入空腔中并随后膨胀形成微型球填充物。
16.如权利要求15的球，其特征在于，适合的粘合剂材料被加入到可膨胀材料中。
17.如权利要求16的球，其特征在于，粘合剂材料是从乙酸乙基乙烯基酯和石蜡中选出的一种或多种。
18.如权利要求1-17中任一条的球，其特征在于，它是网球。
19.通过形成弹性材料的圆形壳来制造具有空腔的球的方法，其特征在于，填充物含有许多基本密闭的细粒，被配置在空腔内。
20.如权利要求19的方法，其特征在于，赋予填充物的体积大致上相应于空腔的体积。
21.如权利要求19或20的方法，其特征在于，填充物是由可膨胀材料就地形成的。
22.如权利要求21的方法，其特征在于，填充物是由未膨胀的(最好是聚合的)微型球形成的。
23.如权利要求21或22的方法，其特征在于，可膨胀材料被制成预成形物并被放入空腔中，该预成形物随后发生膨胀。
24.如权利要求19或20的方法，其特征在于，填充物是由预膨胀的微型球形成的。
25.如权利要求21或22的方法，其特征在于，粘合剂被添加到可膨胀材料中。
26.如权利要求24的方法，其特征在于，粘合剂是选自乙基乙烯基醇和石蜡。
27.如权利要求23的方法，其特征在于，含有如下步骤把未膨胀材料的预成形物放入至少一对半球形的半壳中；把两个半壳粘合在一起形成空腔；以及使材料膨胀以形成大致上填充了空腔的微型球填充物。
28.如权利要求19或20的方法，其特征在于，含有如下步骤在弹性材料的两个半球形的半壳之间放入某一体积的可膨胀材料；以及把两个半壳粘合在一起形成空腔。
29.如权利要求28的方法，其特征在于，在弹性材料的两个半球形的半壳之间加入某一体积的膨胀材料的步骤包含首先把所说的体积的膨胀材料密封在软包封内。
30.如权利要求29的方法，其特征在于，在弹性材料的两个半球形的半壳之间加入某一体积的膨胀材料的步骤包含首先把未膨胀材料密封在软包封内以及然后使材料在其内膨胀。
全文摘要
一种球具有构成空腔的弹性材料壁。空腔含有由许多基本密闭的细粒组成的填充物。空腔内的压力大致是大气压力。基本密闭的细粒填充在与(空腔)壁内面相邻的空腔的周边部分,或空腔基本上被基本密闭的细粒所填充。基本密闭的细粒具有弹性的壁。至少有一些基本密闭的细粒是分离的中空体。中空体是微型球。
文档编号C08J9/14GK1202118SQ9619823
公开日1998年12月16日 申请日期1996年11月8日 优先权日1995年11月10日
发明者本格特·豪尔, 迈克尔·福瑞尔 申请人:特瑞托恩研究和发展有限公司