專利名稱：羽毛球頭及其制造方法
技術領域：
本發明涉及體育運動用球的部件，進一步是指羽毛球的球頭及其制造方法。
傳統的羽毛球頭是采用天然軟木原木制成的。天然軟木原木的密度在0.2至0.23g/ml之間，硬度為shoreA65～75度，具有極佳的彈性及形狀恢復性。然而，傳統的天然軟木羽毛球頭的植毛片基部不夠緊實，因為其在2.54厘米直徑圓的周邊設有十六支毛片，分別向圓心以12°或13°左右的角度植入約13毫米深度(參見圖2)，毛片與毛片之間幾乎相接的空間把軟木原來的組織強度破壞大半；再經打球者強力殺球，毛片根部容易松動；只要毛片根部一松動，就使羽毛球口徑變小，飛行速度變快。球速是羽毛球的首要條件，一旦球速不正確就無法成為比賽用球。此外，天然軟木本身凹洞多，使球頭不僅外表無法工整美觀，凹洞過大會影響飛行。
在制造傳統羽毛球的過程中，研磨球頭半圓形部分或在軟木上鉆16個深13毫米左右的洞時，因強力摩擦產生100℃以上的高溫使軟木釋放出的單寧酸會很快披覆在刀具或鉆頭上而使其切削能力下降，由此加速摩擦發熱，結果會使磨出的半圓形球頭變形，所鉆的孔移位，口徑不正、斜度偏向或使鉆刀折斷，除了造成加工效率變慢，還影響羽毛球的飛行穩定性，增加產品不合格率。天然軟木制成的羽毛球頭，超重(2.1克以上)而不能使用的有20％以上，其他可用的也以常態分布在1.7～2.0克中(參見圖1)。當工廠決定使用某一種特定重量時，它只是總產量的17％、21％或23％而已，原材料利用率較低。再則，由于天然軟木原木之原料產量及供給極有限，世界軟木產地集中在地中海少數幾個國家且大部分軟木被用于制造高級酒瓶的瓶塞，使原料成本很不經濟，且加工這樣的材料還帶來環境污染。
天然軟木原木利用率低的進一步說明是，由于天然軟木本身的密度不同，所做成的羽毛球頭重量亦有所不同，其重量分布如圖1所示(圖1中橫軸為重量，縱軸為天然軟木球頭對應的分比分布)。圖1(I)為所取得的天然軟木中，有4％的軟木做成羽毛球頭后的重量會低于1.6克，這樣的球頭無法做成比賽用球，補救的辦法是做成后須再加入釘子以增加重量，然而要把釘子加在球頭的重心處很困難，只要角度一偏就會使球的飛行發生搖擺；圖1(II)為所取得的天然軟木中，會有23％的軟木做成球頭后重量會超過2.1克，這部分球頭很難使用，大部分制造商都放棄這一部分。亦即，圖1曲線中間部分的73％才是羽毛球制造商可以采用的材料。然而不同的羽毛球頭重量具有不同的飛行速度、打擊感等特性，如果需要的是1.9克的羽毛球頭，僅可利用天然軟木的22％，剩余的78％天然軟木則作為其他用途，這不僅造成成本增加，而且軟木的供給是當今環保意識高漲的社會所不容忽視的。各種速度的理想球頭重量(未套皮)是慢速(76)1.5～1.6克；中速(77)1.7～1.8克；快速(78)1.9～2.0克。
再則，如圖2所示，毛片于基部處以偏離中心軸12°或13°的角度插入約13毫米深，圖3中(I)顯示基部表面插入16片毛片后，其插孔的排列情形；圖3中(II)為透視毛片插入球頭深13毫米處排列情形，可以看出II顯然比I排列得緊，因此軟木的組織強度被破壞程度可想而知，若基部的組織結構不夠堅實，插入的毛片將容易松動而影響飛行。
本發明的目的是，設計一種能節約天然軟木原木和符合使用要求并有良好加工性能羽毛球頭及其制造方法，以克服已有技術的不足。
本發明的技術方案是，所述羽毛球頭的結構是，它包括半圓球體和與之相粘接的基體，其設計特點是，外表面經粘接劑包覆有厚為0.4～0.8mm的PU層，所述半圓球體由軟木粉粒粘結而成且其密度為0.19～0.25g/ml，硬度為shore A60～70度，所述基體由塑料發泡復合材料制成，其密度為0.1～0.29ml，硬度為shore A70～85度；所述羽毛球頭的制造工藝步驟是(1)將99～95wt％軟木粉粒加入5-1wt％壓克力系粘結劑，在壓力為120～200kg/cm2，溫度為100～150℃條件下加熱5～20分鐘后自然冷卻，得到人造軟木平板；(2)將人造軟木平板與塑料發泡復合材料以聚醋酸乙烯系粘接劑(EVA)粘合，然后在室溫下疊放隔夜(即10～16小時)，即成為羽毛球頭用軟木板。
(3)將羽毛球頭用軟木板用標準尺寸的切削工具切削后經研磨制成球頭坯料；(4)將球頭坯料表面均勻涂覆聚醋酸乙烯系粘接劑，然后包覆0.4～0.8mm厚的PU層，去掉毛邊，即制成羽毛球頭。
以下結合附圖對本發明做出進一步的說明。
圖1為天然軟木羽毛球頭重量(未套皮)的常態分布圖，圖2是植入毛片的羽毛球頭示意圖，圖3是圖2所示插入16支毛片后的軟木組織破壞之排列情形，圖4是本發明羽毛球頭結構圖，且圖1至3中符號意義前已述及。在圖4中1-半圓球體，2-基體，3-PU層。
由圖4可知，本發明的羽毛球頭結構是，它有半圓球體(1)和同該半圓球體(1)相粘接的基體(2)，其設計特點是，外表面經粘接劑包覆有厚為0.4～0.8mm的PU層，所述半圓球體(1)由軟木松粒粘結而成，該半圓球體(1)的密度為0.19～0.25g/ml，硬度為shore A60～70度。所述基體(2)由塑料發泡復合材料制成，它的密度是0.1～0.2g/ml，硬度為shore A70～85度。所述用以制造半圓球體(1)的軟木粉粒是指制造軟木羽毛球的廢料，包括廢軟木粉或軟木粒。制造基體(2)的塑料發泡材料可選用聚氯乙烯(PVC)、或聚乙烯(PE)、或聚丙烯(PP)、乙烯與醋酸乙烯共聚物、或前述塑料混合物之復合材料。所述PU層(3)是指聚胺基甲酸酯層。
本發明所述羽毛球頭的制造方法(即制造工藝步驟)已在發明技術方案中述及。它主要是為獲得所需質量的球頭而設計的。
本發明是經過反復的試驗和改進而獲得成功的。本發明的設計原理是，半圓球體(1)為著拍部位，必須具有良好的彈性及恢復力，其中以密度在0.19～0.25g/ml、硬度在shore A60～70度最為理想。由半圓球體(1)的重量來決定整個球頭的重量。基體(2)為植毛的部分，為避免植毛時造成組織嚴重破壞，必需要有強的組織結構，因此使用密度適合、硬度好并具有密閉細胞(closed cell)的塑料發泡復合材料。制成的人造軟木平板，其軟木粒大小不同，但加工條件相同，因而產生不同的硬度及密度，利用此特性可以調整球頭的重量來達到所要的球速及打擊感。本發明球頭的基體(2)組織堅實，有利植毛，且密度只有0.13g/ml，做成一個羽毛球頭，重量不過1.3g，其基體(2)重量為0.9g。使用本發明的羽毛球頭做羽毛球，雖然毛片可能被使用者打壞，但這種情況下毛片根部沒有一點松動。只要根部不松動，口徑就不易變小，球速就不易變快。
已有技術的羽毛球頭重量約1.9克，其中半圓球體(1)重0.5克而基體(2)重1.4克；本發明的羽毛球頭重約1.9克，其中半圓球體(1)重1.0克而基體(2)重0.9克，重量集中在半圓球體(1)部分，有利于羽毛球自轉的平衡及飛行方向的穩定。本發明球頭所用的材料，半圓球體(1)為合成軟木，基體(2)為塑料發泡復合材料，都易于鉆孔和研磨，加工速度快，而且精確，完美，羽毛球優品率高。
本發明的羽毛球頭經植毛后成為羽毛球，送請羽毛球選手試打后，證明其耐用度、打擊感及飛行方向控制均良好，超過已有技術產品。以下所列天然軟木球頭與本發明球頭制成的產品有關參數的比較，就是充分的說明。
天然軟木球頭 本發明制造(植毛)速度 8PCS/分鐘12PCS/分鐘良品率(飛行) 75％ 86％耐用度(變速)平均殺球9下，平均殺球11.5下打擊感 良 良飛行方向控制滿意 非常滿意綜上所述，本發明做成的羽毛球符合使用要求1球速可任意控制、品耐用、不易變速；球的飛行方向可控性好，且自轉平衡穩定、較少搖擺)，外形整齊美觀，沒有凹洞；球頭磨圓易于加工，羽毛球鉆16個小洞加工容易；球打擊感好；減少軟木廢料量而有利于環境保護，產品成本為天然軟木球頭成本的三分之二。
實施例將軟木粉粒共100wt％，加入壓克力系粘結劑2～3wt％，在壓力150kg/cm2、溫度120℃加熱10分鐘后冷卻，即為人造軟木平板；將具有密閉細胞的塑料發泡復合材料(如PVC)均勻涂以聚醋酸乙烯系粘接劑，再將人造軟木平板置于其上，然后在室溫下疊放隔夜即成羽毛球頭用軟木板；再將上述羽毛球頭用軟木板用標準尺寸之羽毛球頭切削用刀具切削后經研磨即成為羽毛球頭坯料；在該坯料表面均勻涂上聚醋酸乙烯系粘接劑，包覆厚約0.4～0.8mm的PU層，最后經裁切毛邊，即得羽毛球頭成品。
權利要求
1.一種羽毛球頭，它有半圓球體(1)和與之相粘接的基體(2)，其特征是，外表面經粘接劑包覆有厚為0.4～0.8mm的PU層，所述半圓球體(1)由軟木粉粒粘結而成且其密度為0.19～0.25g/ml，硬度為shore A60～70度，所述基體(2)由塑料發泡復合材料制成，其密度為0.1～0.2g/ml，硬度為shore A70～85度。
2.一種羽毛球頭的制造方法，其特征是，它的工藝步驟是(1)將99～95wt％軟木粉粒加入5～1wt％壓克力系粘結劑，在壓力為120～200kg/cm2，溫度為100～150℃條件下加熱5～20分鐘后自然冷卻，得到人造軟木平板。(2)將人造軟木平板與塑料發泡復合材料以聚醋酸乙烯系粘接劑粘合后于室溫下疊放隔夜，成為羽毛球頭用軟木板；(3)將羽毛球頭用軟木板用標準尺寸的切削工具切削后經研磨制成球頭坯料；(4)將球頭坯料表面均勻涂覆聚醋酸乙烯系粘接劑，然后包覆0.4～0.8mm厚的PU層，去掉毛邊，即制成羽毛球頭。
全文摘要
本發明公開了一種羽毛球頭及其制造方法。所述球頭由半圓球體(1)和基體(2)以及外表的PU層(3)組成，由軟木粉粒粘結成的半圓球體(1)的硬度和密度分別為shore A60～70度，0.19～0.25g/ml，由塑料發泡復合材料做成的基體(2)的密度和硬度分別是0.1～0.2g/ml和shore A70～85度。所述制造方法主要是，加有壓克力系粘結劑的軟木粉粒經一定溫度與壓力作用約10分鐘冷卻，所得物與基體材料粘合后經切削加工得到坯料，再在外表包覆PU層即為成品。
文檔編號A63B67/18GK1145267SQ9511244
公開日1997年3月19日 申請日期1995年9月11日 優先權日1995年9月11日
發明者陳呈瑞 申請人:陳呈瑞