專利名稱：羽毛球?qū)Ｓ萌嗽煊鹈坝善渲瞥傻挠鹈虻闹谱鞣椒?br>
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人造羽毛，特別是涉及一種用于羽毛球的人造羽 毛，本發(fā)明還涉及用該人造羽毛制成的羽毛球。
背景技術(shù)：
2005年初，國(guó)際羽聯(lián)提出了一攬子改革方案，其中包括用人造羽毛 制球的議題。當(dāng)初，最主要是出于環(huán)保的考慮，因?yàn)橛鹈蚴悄壳笆澜?上惟一一種用動(dòng)物毛發(fā)來(lái)制造的球類?，F(xiàn)在，禽流感造成鵝鴨羽毛產(chǎn)量 萎縮，羽毛球的造價(jià)大幅提升。另外，鵝鴨羽毛制成的羽毛球耐用性較 差，消耗很大，不利于羽毛球運(yùn)動(dòng)的普及。國(guó)際羽聯(lián)己經(jīng)在積極尋求能 夠代替鵝鴨羽毛材料的人造球。
傳統(tǒng)羽毛球被擊打時(shí)，最容易打壞的就是羽毛，不是羽梗被打斷就 是羽片的羽絲被打散。天然羽毛的羽片是由一根根的羽絲緊密排列組成 的，羽絲和羽絲之間的連接非常脆弱。打球時(shí)，如果羽片被球拍打中， 羽絲就會(huì)散裂開，嚴(yán)重影響羽毛球的飛行性能。
目前已經(jīng)投入使用的人造球是由塑料做成的羽毛球一一主要是尼 龍球，這種羽毛球的球冠是用塑料注塑成型的一個(gè)整體。塑料羽毛球的 球冠分成支撐桿和羽裙兩部分，其支撐桿非常軟，剛度很差，羽毛球在 快速飛行時(shí)會(huì)變形，飛行性能較差。而羽毛球的飛行穩(wěn)定性則由其在飛 行時(shí)能否產(chǎn)生適度的軸向旋轉(zhuǎn)來(lái)決定，正常情況下，羽毛球的毛片是按 順序一片疊壓著另一片的，正是這種按順序疊壓的結(jié)構(gòu)，使羽毛球在飛 行過(guò)種中，每片毛片都會(huì)產(chǎn)生相同方向的旋轉(zhuǎn)力，使羽毛球繞軸向旋轉(zhuǎn)， 從而穩(wěn)定其飛行過(guò)程。而尼龍羽毛球則由于其構(gòu)造的限制，在飛行時(shí)， 難以產(chǎn)生足夠的軸向旋轉(zhuǎn)力，因此飛行穩(wěn)定性較差。所以這種塑料球始 終停留在業(yè)余用球的水平上。據(jù)http:〃sports.sina.com.cn2005年12月09日04:39都市快報(bào)消息，2005年12月3日，在澳門舉行的亞洲U-16 羽毛球團(tuán)體賽(東亞區(qū))中，首次采用了尼龍材質(zhì)的羽毛球。但是因?yàn)?上述原因，塑料羽毛球沒(méi)有能夠在正式比賽中得到更多地推廣。
因此，如果能夠制造出外形和重量上都接近鵝鴨羽毛的人造羽毛， 再用這種人造羽毛代替鵝鴨羽毛制成羽毛球，就可制得飛行速度和飛行 穩(wěn)定性都很好的人造球。
下面幾例公開的專例說(shuō)明書都涉及了人造羽毛球或用于羽毛球的 人造羽毛，但這些都存在不足——不是羽梗強(qiáng)度不夠就是羽毛會(huì)超重。
1987年6月24日公開的專利說(shuō)明書CN85108694中涉及一種人造 羽毛是這樣的羽梗是一種皮包芯結(jié)構(gòu)或夾層結(jié)構(gòu)，含有加強(qiáng)纖維，特 別是碳纖維，其余部分為塑料，羽片和羽梗的外包層是一個(gè)整體，也就 是說(shuō)明書中所稱的塑料部分，塑料部分通過(guò)模壓工藝一次性熱成型。這 種夾層結(jié)構(gòu)很容易分層，使其抗彎性能上有所欠缺，羽梗在承受橫向打 擊力時(shí)，極易開裂。用碳纖維增強(qiáng)材料制成的羽梗比較脆，在承受打擊 力時(shí)，極易折斷。最重要的是，以模壓工藝成型這種微小尺寸的產(chǎn)品是 非常困難的，就當(dāng)前的技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，要穩(wěn)定地以模壓工藝成型厚度低 于0.2mm的完整塑料薄膜幾乎是不可能的，而薄膜厚度超過(guò)0.2mm時(shí)， 制成的羽片會(huì)超重。
模壓工藝在生產(chǎn)一些塑料材質(zhì)的機(jī)械配件中經(jīng)常用到，這種工藝有 一定的條件就是只適用于團(tuán)塊狀塑膠材料，而不適用于長(zhǎng)條形制品。 同時(shí)如果有內(nèi)嵌件，這種內(nèi)嵌件必須在承受壓力的方向上有露出的頭 部，以便模具可以?shī)A持。而在專利說(shuō)明書CN85108694中的情況是，將 用于外包層的塑料和內(nèi)芯材料事先裹覆在一起，再加熱使塑料裹覆層熔 化而形成外包層。問(wèn)題在于在如此小的空間里如何控制塑料的流動(dòng)方 向？如何控制外包層或塑料夾層的厚度及其均勻性？特別是塑料被加 熱后， 一方面希望它流動(dòng)以形成羽片一方面又要保證羽梗上方的塑料不 要流開而成膜包住芯部或者形成夾層的上層，如何做到？如何保證芯部 材料不偏移？如何使高粘度的塑料熔體流入厚度在0.2mm以下的縫隙 而形成羽片？這些都是模壓工藝t艮本解決不了的，這已經(jīng)被塑料加工工藝?yán)碚摵蛯?shí)際經(jīng)驗(yàn)所證明。這就意味著，羽梗和羽片必須做成各自獨(dú)立 的構(gòu)件，以不同的工藝事先成型。
于2006年6月28日公開的專利說(shuō)明書CN200520015738.1中涉及
的人造羽毛是這樣的取天然羽毛的羽骨作羽梗，用塑料注射成型帶有 加強(qiáng)筋的羽翼單元(即羽片)，兩者結(jié)合成為羽毛。這種人造羽毛的問(wèn) 題是羽梗強(qiáng)度不佳；羽翼單元(羽片)會(huì)超重，羽片超重是羽毛球制 作之大忌，會(huì)形成頭重腳輕的毛病，嚴(yán)重影響飛行性能。
于2007年1月17日公開的專利說(shuō)明書CN200520123581.4中涉及
的人造羽毛球是這樣的在球裙支桿(即羽梗)上開槽，再與整體的球
裙(即球冠)熱合連接，成為一個(gè)羽毛球球冠。這樣處理，粘合強(qiáng)度會(huì) 改善，但開槽位置處的羽梗強(qiáng)度極低，很容易折斷。其球裙支桿采用注
塑塑料或碳素纖維材料制成。注塑塑料制成的支桿，其剛度是不夠的； 而碳素纖維太脆，其韌性是不夠的，制成的人造羽毛并不實(shí)用。
于1996年3月6日公開的專利說(shuō)明書CN94245400.6中涉及的人造
羽毛是這樣的在毛竹或碳素纖維等材料制成的羽梗上膠貼由布紗制成
的羽片，形成一支人造羽毛。這種人造羽毛存在的問(wèn)題是毛竹細(xì)棒太 重，制成的人造羽毛用于羽毛球時(shí)會(huì)超重，機(jī)械強(qiáng)度也不夠；未經(jīng)復(fù)合 處理的碳素纖維太脆。
因?yàn)樯鲜龈髟颍侥壳盀橹?，還沒(méi)有一種人造羽毛球被大規(guī)模地 用于正規(guī)比賽，也沒(méi)有一種人造羽毛達(dá)到實(shí)用的程度，羽毛球也仍然是 天然鵝鴨羽毛的天下。
分析一只標(biāo)準(zhǔn)鵝鴨羽毛球可以知道，羽毛球由1個(gè)球頭、16根羽毛 和2道線圈構(gòu)成，羽毛球的全重一般在4.7g到5.5g之間，其重量分布 是球頭大約2.0~2.5g，線圈和膠水大約0.5~0.8g， 16根羽毛總重不超 過(guò)2.2g，平均每根不超過(guò)0.14g。羽毛球的飛行性能受它的重量影響非 常敏感，在不同大氣壓和濕度的地區(qū)要用不同重量的羽毛球。羽毛球的 質(zhì)量好壞主要取決于羽毛的質(zhì)量。用于標(biāo)準(zhǔn)羽毛球的鵝鴨羽毛，長(zhǎng)度在 7.5cm左右，其單片重量一般在0.09g 0.12g之間，其中的羽片部分重量 在0.01g以下。實(shí)測(cè)計(jì)算表明，天然鵝羽毛的毛梗表觀密度在800kg/m3以下。在如此低的表觀密度下，能有如此高的機(jī)械強(qiáng)度，完全得益于其 特殊的構(gòu)造。有很多材料表觀密度低于這一數(shù)值，但都是不具機(jī)械強(qiáng)度 的；反之，也有很多材料的機(jī)械強(qiáng)度不錯(cuò)，但密度很高。
通過(guò)大量的測(cè)量分析并根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)，制造人造羽毛的 所有困難都可以歸結(jié)到兩個(gè)互相制約的核心因素一一就是羽毛的強(qiáng)度 和它的重量。羽梗的強(qiáng)度主要是抗沖擊強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、剛性和彈性， 羽片的強(qiáng)度主要是挺刮性和抗擊打撕裂性。重量方面，羽梗材料和羽片 材料兩者又是相互制約的——其中一個(gè)超重，就要想方設(shè)法降低另一個(gè) 的重量來(lái)彌補(bǔ)，從而形成一種兩者間的重量配額關(guān)系。 一般地說(shuō)，單片 羽片的重量不能超過(guò)0.03g ，羽片過(guò)重會(huì)嚴(yán)重影響制成的羽毛球的飛行 性能。更重要的是，羽片超重是以犧牲羽梗的重量配額為代價(jià)的，隨著 重量的降低，只能盡可能的降低羽梗的橫向尺寸(粗細(xì))，從而其機(jī)械 強(qiáng)度也跟著降低。作為一種如此小尺度的支撐結(jié)構(gòu)件，其尺寸的一點(diǎn)點(diǎn) 減少，其強(qiáng)度的降低將是成倍的。
所以說(shuō)，要制成一種具有實(shí)用價(jià)值的用于羽毛球的人造羽毛，就有 如下兩方面的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
一、 必須找到或制造出一種盡可能輕的羽片制作材料。經(jīng)過(guò)對(duì)幾十 種不同材質(zhì)或不同結(jié)構(gòu)形式的膜片材料和布料進(jìn)行測(cè)量或試用后，幾乎 沒(méi)有能夠滿足制作羽片的技術(shù)要求的，不是太重就是太軟，最后確定， 滌絲紡布料和聚酯膜片可以滿足制作人造羽毛羽片的要求，滌絲紡布料 就是以漆綸長(zhǎng)絲織造的布料，也叫滌塔夫，也有的寫作絳絲紡。漆絲紡 布料和聚酯膜片具有類似的特點(diǎn)在兩者都做得很薄的情況下還能保持 一定的挺刮性，而粘接性又不錯(cuò)，這兩個(gè)特點(diǎn)是制作本發(fā)明人造羽毛不
可或缺的。上述材料制成的羽片單片重量大約在0.02g 0.03g。
羽片占用0.02g ~0.03g的重量后，再扣除膠水或相應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件的重 量，單根羽梗的重量就只能低于0.1g了。
二、 必須找到或者制造出具有足夠強(qiáng)度并足夠輕的一種材料或結(jié) 構(gòu)。這點(diǎn)是本發(fā)明的最難點(diǎn)。在當(dāng)前的技術(shù)條件下只有一些纖維增強(qiáng)的 樹脂基復(fù)合材料再經(jīng)特殊工藝處理后才具備這種輕質(zhì)高強(qiáng)的要求。所謂樹脂基纖維復(fù)合材料，也可叫做樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料或纖 維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，是指用短切纖維或連續(xù)纖維及其織物增強(qiáng)熱固 性或熱塑性樹脂基體，經(jīng)復(fù)合而成的材料。用這種復(fù)合材料通過(guò)拉擠工 藝、擠出工藝、注射工藝、模壓工藝、澆鑄工藝、離心工藝、袋壓工藝 或噴射工藝等可以制成不同的型材。僅僅是將纖維束和樹脂進(jìn)行層合而 得到的復(fù)層材料并不在這種纖維復(fù)合材料概念的范疇內(nèi)，其區(qū)別在于 從理論上講，纖維復(fù)合材料的每根纖維都被樹脂所包裹，而纖維樹脂復(fù) 層材料則僅僅是接觸界面上的結(jié)合，兩者的強(qiáng)度不可同日而語(yǔ)，層合材 料的層合面是相對(duì)脆弱的，受力時(shí)易開裂。
釆用不同工藝制成的樹脂基纖維復(fù)合材料，其機(jī)械性能是完全不同 的，其中采用拉擠成型工藝制成的樹脂基纖維復(fù)合材料細(xì)棒材最適合于 制作本發(fā)明的人造羽毛。拉擠工藝是采用連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬樹脂后，通過(guò) 一加熱的?？诙ㄐ?，并被拉伸出去，制成橫截一致而連續(xù)的型材。采用 注射成型工藝制成的樹脂基纖維復(fù)合材料細(xì)棒也可以應(yīng)用于本發(fā)明的 人造羽毛，注射成型是采用短切纖維增強(qiáng)熱塑料性樹脂，經(jīng)加熱融化， 加壓注射入模腔而成型。相對(duì)來(lái)講，拉擠工藝制成的樹脂基纖維復(fù)合材 料強(qiáng)度更高，但外形單一；而注射成工藝制成的樹脂基纖維復(fù)合材料則 可以加工出錐度，使人造羽毛的重量分布更合理，便其機(jī)械強(qiáng)度不及拉 擠產(chǎn)品。
樹脂基纖維復(fù)合材料綜合了纖維和樹脂各自的優(yōu)點(diǎn)而具有獨(dú)特的 性能，最主要的就是輕質(zhì)高強(qiáng)。理論上講，任何一種纖維都可以用于樹 脂基纖維復(fù)合材料，而在諸多品種的纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料中也只有少 數(shù)品種的綜合強(qiáng)度能夠滿足羽毛球的抗強(qiáng)力擊打。
玻璃纖維復(fù)合材料的各項(xiàng)機(jī)械強(qiáng)度指標(biāo)都超過(guò)天然羽梗，但其表觀 密度比天然羽梗要高，所以要用它制作羽梗時(shí)，這種細(xì)棒的橫截面尺寸
要比天然羽毛的羽梗細(xì)一些才能確保不超重。當(dāng)選用直徑為0.9mm、長(zhǎng) 度為7cm的拉擠玻璃纖維復(fù)合材料細(xì)棒制作毛梗時(shí)，其單根重量約O.lg， 此時(shí)其機(jī)械強(qiáng)度尚能滿足制作羽毛球的實(shí)際需要。
芳綸纖維和超高分子量聚乙烯纖維是比強(qiáng)度比玻璃纖維更高的特種纖維，單純從技術(shù)上來(lái)講，這兩種纖維的樹脂基復(fù)合料制成的羽梗強(qiáng) 度更高.重量更輕，但造價(jià)較高。將兩種或兩種以上的纖維進(jìn)行混合可 以得到混雜纖維，用這種混雜纖維增強(qiáng)樹脂制成復(fù)合材料，可以達(dá)到提 高性能降低成本的目的。
采用上述材料就可以制作成用于羽毛球的人造羽毛，由其制成的羽 毛球基本可以滿足實(shí)用的要求。但多次試打后發(fā)現(xiàn)，這種羽毛球存在兩
大問(wèn)題 一是羽梗的強(qiáng)度還是有欠缺，其耐用性并不比鵝鴨羽毛制成的 羽毛球好；二是羽梗和羽毛的連接強(qiáng)度還需進(jìn)一步加強(qiáng)。因此要對(duì)這些 問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的攻關(guān)研究。
首先解決羽梗強(qiáng)度的問(wèn)題，在經(jīng)過(guò)多次改變材料配方和結(jié)構(gòu)性加固 后仍然難以解決這一難題。最后通過(guò)在制作羽梗的纖維復(fù)合材料上增加 一層外包層解決了這一難題。為了減輕重量外包層可以采用發(fā)泡塑料或 微發(fā)泡塑料制作。如何才能在如此細(xì)長(zhǎng)的芯材上制成外包層呢？經(jīng)過(guò)試 驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用塑料擠出工藝和塑料注塑工藝都能達(dá)到上述的目的。
塑料擠出工藝制造這種皮包芯結(jié)構(gòu)材料的方法是采用抗拉強(qiáng)度較 大的線材用作內(nèi)芯材料，這種內(nèi)芯材料線材通過(guò)一?？?，同時(shí)擠出機(jī)擠 出的塑料融體包覆在內(nèi)芯材料周圍，冷卻固化形成外包層，這種工藝方 法類似于電纜線的生產(chǎn)工藝，只是需要控制膜口溫度，以防止內(nèi)芯材料 被高溫所損壞。塑料注塑工藝制造這種皮包芯結(jié)構(gòu)材料的方法是選用 某種細(xì)棒材用作內(nèi)芯材料，將此細(xì)棒材夾持于注塑模具中，向模腔空隙 注射入塑料融體，冷卻固化即可。如果在塑料原料里加入適用的發(fā)泡劑， 就可以制成發(fā)泡結(jié)構(gòu)的外^J1。
在上述人造羽毛的研制過(guò)程中，又發(fā)現(xiàn)了一種新的可以成型這程皮 包芯結(jié)構(gòu)羽梗的工藝方法——樹脂灌鑄法。塑料擠出法和塑料注塑法都 只適用于熱塑性樹脂的成型，而樹脂灌鑄法則適用于熱固性樹脂的成 型。具體是將用于內(nèi)芯的細(xì)棒材夾持于模具中，在一定的壓力下，將 配制好的熱固性樹脂液灌注入相對(duì)細(xì)小的模腔，必要時(shí)可以適當(dāng)加熱， 固化成型即可制成羽梗。樹脂灌鑄工藝過(guò)程類似于樹脂澆鑄工藝，區(qū)別 是前者要加壓，后者無(wú)需加壓。在塑料注塑工藝和樹脂灌鑄工藝過(guò)種中，可以將羽片和羽梗內(nèi)芯先 行粘合好，并在羽片適當(dāng)位置上刺些小孔以便樹脂液穿透，再將它們整 體放置于模具內(nèi)固定，然后再進(jìn)行注塑或樹脂灌注，即可制成完整的人 造羽毛。這樣制成的人造羽毛，羽梗和羽片的連接是經(jīng)外包層包覆的， 連接強(qiáng)度更好。同樣，采用這種工藝也可以制成發(fā)泡或微發(fā)泡的外包層。
其次解決羽梗和羽毛的連接強(qiáng)度問(wèn)題。在選擇羽片和羽梗的連接工 藝時(shí)，人們往往把重點(diǎn)放在尋找最強(qiáng)力的膠粘劑品種或更可靠的焊接手 段或熱壓合工藝上。事實(shí)上，在細(xì)棒上連接片狀物，在未經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)的情況 下，要獲得高強(qiáng)度是有一定困難的。兩種連接物巨大的形狀反差和軟硬 反差，使其必然形成應(yīng)力集中點(diǎn)。不管多大的連接強(qiáng)度，在應(yīng)力集中點(diǎn) 處仍然是脆弱的，它往往是整個(gè)連接體系被撕裂的起始點(diǎn)， 一旦這點(diǎn)的 連接被破壞，就會(huì)形成連鎖反應(yīng)，裂口會(huì)很快擴(kuò)大，直至被完全撕開。 具體到人造羽毛上，其應(yīng)力集中點(diǎn)就在羽梗頭部和羽片的接觸點(diǎn)上，在 羽片的尾部位置上還有一個(gè)次應(yīng)力集中點(diǎn)。如果能有效消除或減弱羽片 和羽梗之間因應(yīng)力集中所造成的連鎖破壞，就能很好得保證羽毛的耐用 性。
為解決這個(gè)問(wèn)題，可以在羽梗和羽片間設(shè)置一個(gè)或多個(gè)起增強(qiáng)連接 作用的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件， 一種細(xì)線的縫合結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件，就是將細(xì) 線縫制在羽片和羽梗的連接部位上，將兩者緊緊地縫合在一起，相當(dāng)于 將兩者捆綁在一起。為了簡(jiǎn)化制作工藝并提高強(qiáng)度，縫合線可以不打結(jié)， 而是用膠粘劑粘合固定。這種補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件也可以是薄片或布料壓覆結(jié)構(gòu)， 由輕質(zhì)薄片材料或布料制成，將其壓覆在羽梗上，兩翼再與處于羽梗另 一邊的羽片通過(guò)膠粘劑粘合、熱壓合或其它類似工藝方法牢固結(jié)合在一 起，使羽梗的局部特別是頭部被包裹在補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件和羽片之間，有效消除 應(yīng)力集中的影響。這種補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的特殊情形之一是，補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件的正面投 影形狀和尺寸與羽片完全一樣，兩者結(jié)合時(shí)是完全重合的。
由于羽毛球?qū)η蛏淼闹亓糠浅Ｃ舾?，如果補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件太大，由此人造 羽毛制成的羽毛球就很容易因超重而失去實(shí)用性，針對(duì)這一困難，本發(fā) 明設(shè)計(jì)出一種只對(duì)羽片和羽梗的連接薄弱點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的小尺寸補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件，以最大限度地減小人造羽毛的重量。羽片和羽梗連接的薄弱點(diǎn)也就 是應(yīng)力集中點(diǎn)是在羽梗的頭部位置，可以單獨(dú)對(duì)這一部位設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)構(gòu) 件；羽片和羽梗的連接還有一個(gè)次應(yīng)力集中點(diǎn)，位于羽片的尾部位置， 必要時(shí)可以在此位置再設(shè)置一個(gè)補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件，形成雙補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。而在羽片 的中部位置，其承受的打擊力比較大，往往是被撕裂的起點(diǎn)，所以也可 以在這個(gè)位置設(shè)置一個(gè)補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件。
在雙補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的情形中，有一種特殊的形式就是在羽梗頭部位置 設(shè)置一個(gè)如上述的常規(guī)補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件，而在羽片的尾部位置上則是由羽片本 體尾部延伸出一條延長(zhǎng)尾，該延長(zhǎng)尾在制作羽毛球時(shí)被球冠腰部的線圈 所纏繞，從而起到補(bǔ)強(qiáng)作用，形成特殊的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件。當(dāng)然在條件允許的 前提下還可以設(shè)置更多數(shù)量的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件。
采用這樣的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件后，羽片和羽梗的連接處即便局部裂開，其裂 口也不會(huì)輕易擴(kuò)大，有效地保護(hù)了羽片和羽梗的整體連接，使其耐擊打 性大大提高。
正是在人造羽毛上增加了補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件，才使得這種人造羽毛真正走向 實(shí)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供用于羽毛球的耐用性好的人造 羽毛，本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供具有實(shí)用價(jià)值的用人造羽 毛制成的耐用羽毛球。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的人造羽毛，由羽梗和羽片兩部分組 成，由羽梗和羽片組成，羽梗是由內(nèi)芯和外包層構(gòu)成的一種皮包芯結(jié)構(gòu)， 所述內(nèi)芯包含有纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料，羽片是事先獨(dú)立制作的， 羽片可以和羽梗經(jīng)粘合、熱壓合、高頻焊接、超聲波焊接、激光焊接或 其它類似工藝方法而連接在一起?；蛘?，羽片也可以事先和內(nèi)芯經(jīng)粘合、 熱壓合或塑料焊接等工藝方法而連接在一起，再在連接有羽片的內(nèi)芯四 周包覆上外包層。
羽梗內(nèi)芯是由樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料棒材制成，這種棒材可以采
10用拉擠工藝制成也可以采用注射工藝制成，增強(qiáng)纖維可以選用玻璃纖 維、芳綸纖維或多種混雜纖維等。羽梗外包層采用塑膠材料制作，也可 以采用發(fā)泡塑料或微發(fā)泡塑料制作。羽片采用輕質(zhì)片狀物制作，特別是 可以采用經(jīng)特殊處理的滌絲紡布料或者聚酯膜片制作。為了增強(qiáng)羽梗和 羽片間的連接強(qiáng)度，兩者之間可以設(shè)置至少一個(gè)補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件，這種補(bǔ)強(qiáng)構(gòu) 件可以采用細(xì)線縫合結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件，也可以采用薄片或布料壓覆結(jié)構(gòu) 的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件，可以單獨(dú)在羽梗的頭部位置上設(shè)置一個(gè)補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件，也可以 在羽片的中部或尾部位置上，再另外設(shè)置一個(gè)或兩個(gè)補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件，形成雙 補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)或多補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。在重量條件允許的前提下還可以設(shè)置更多數(shù)量 的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件。
需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，本發(fā)明的人造羽毛和專利說(shuō)明書CN85108694 中涉及的一種人造羽毛的根本區(qū)別在于說(shuō)明書CN85108694中的人造 羽毛的羽片和羽梗的塑料部分是一個(gè)整體；而本發(fā)明的人造羽毛的羽片 和羽梗是兩個(gè)獨(dú)立單元，這種區(qū)別導(dǎo)至這兩種人造羽毛在制作難度上和 實(shí)際效果上形成很大的反差說(shuō)明書CN85108694中的人造羽毛制作極 為困難，制成的羽片會(huì)嚴(yán)重超重；同時(shí)，羽梗的重量和強(qiáng)度均難以保證， 壓合層間也容易開裂。這正是其20年來(lái)未能走向?qū)嶋H應(yīng)用的根本原因； 而本發(fā)明的人造羽毛具制作簡(jiǎn)單、強(qiáng)度高、重量輕、羽片和羽梗連接牢 固、羽片不易變形等特點(diǎn)，各項(xiàng)性能基本達(dá)到或超過(guò)鵝鴨羽毛，可以代 替鵝鴨羽毛用于羽毛球的制作，具備很強(qiáng)的實(shí)用性，容易形成產(chǎn)業(yè)化。
本發(fā)明的羽毛球，由球頭、多根羽毛和線圈構(gòu)成，所有羽毛插在球 頭上，形成球裙，球裙呈喇叭形，由線圈將每根羽毛連接并固定起來(lái)， 其特征在于，羽毛采用的是本發(fā)明的人造羽毛。
本發(fā)明的羽毛球飛行速度和穩(wěn)定性可以和比賽級(jí)羽毛球相媲美，而 在耐用性上更好，完全可以替代傳統(tǒng)鵝鴨羽毛制成的羽毛球。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是一種本發(fā)明的人造羽毛示意圖，其補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)是一種細(xì)線縫合結(jié)構(gòu)。圖2是這種人造羽毛的橫斷面放大示意圖。
圖3是一種本發(fā)明人造羽毛的橫斷面放大示意圖，這種人造羽毛的 羽梗內(nèi)芯和羽片是經(jīng)粘合、熱壓合或焊接等工藝方法而連接在一起的， 外包層則穿透羽片上的細(xì)孔而包裹住內(nèi)芯。
圖4是一種本發(fā)明的人造羽毛示意圖，其補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)是一種膜片或布
料的壓覆結(jié)構(gòu)。
圖5是本發(fā)明的羽毛球示意圖。
實(shí)施方式
實(shí)施例1:
本發(fā)明的一種人造羽毛，如圖1和圖2所示，其羽片12由滌絲紡
布料制成，羽梗ll是一種皮包芯結(jié)構(gòu)，羽梗內(nèi)芯21由玻璃纖維增強(qiáng)的 復(fù)合材料制成，外包層22由聚丙烯塑料制成，聚丙烯塑料也叫PP塑料， 該人造羽毛具有一個(gè)位于羽梗頭部位置的細(xì)線縫合結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件13。
這種人造羽毛的具體制造過(guò)程是
第一步，選用連續(xù)長(zhǎng)絲玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，選用不飽和聚酯樹 脂作為基體材料，采用拉擠工藝，生產(chǎn)玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料細(xì)棒材，
用作內(nèi)芯21。
第二步，選用PP塑料作為制作外包層22的材料，采用塑料擠出工
藝，使PP塑料熔融，將此PP塑料融體包覆于上述細(xì)棒周圍，冷卻固化，
形成外包層22。
第三步，將上述細(xì)棒切割成合適的長(zhǎng)度用作羽梗ll。
第四步，選用一種克重在30g/W左右的滌絲紡布料，將其裁剪成適
用的形狀和大小，并經(jīng)燙邊處理，用作羽片12。
第五步，將羽片12和羽梗11用膠水粘合在一起。
第六步，在羽梗11的頭部位置上，用細(xì)線將羽梗11和羽片12進(jìn)
一步縫合加固，縫合線有2到3圈即可，并用膠水進(jìn)一步固定，此處的
縫合線圈就是一個(gè)補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件13。
以上方法即可制作成完整的人造羽毛，該人造羽毛具有重量輕而耐用的優(yōu)點(diǎn)。
用上述人造羽毛代替鵝鴨羽毛，以與傳統(tǒng)鵝鴨羽毛球相同的制球工 藝，即可制成耐打的羽毛球，具體是在球頭上按規(guī)定位置鉆出小孔， 將上述羽毛一一插入小孔并按順序一一疊加，形成球裙，球裙呈喇叭形， 用線圈將每根羽毛連接并固定起來(lái)，再經(jīng)上膠，定形，即可制成本發(fā)明 的羽毛球。
實(shí)施例2:
本發(fā)明的一種人造羽毛，其橫斷面如圖3所示，其羽片12由滌絲 紡布料制成，羽梗ll是一種皮包芯結(jié)構(gòu)，內(nèi)芯21是由玻璃纖維增強(qiáng)的 復(fù)合材料制成，外包層22由不飽和聚酯樹脂制成。
采用樹脂灌鑄工藝制造皮包芯結(jié)構(gòu)的羽梗，具體是
第一步，選用連續(xù)長(zhǎng)絲玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，選用不飽和聚酯樹
脂作為基體材料，采用拉擠工藝，生產(chǎn)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料線材，將此線
材切割成合適的長(zhǎng)度用作內(nèi)芯21。
第二步，選用一種克重在30g/m2左右的滌絲紡布料，將其裁剪成適 用的形狀和大小，并經(jīng)燙邊處理，用作羽片12。
第三步，將內(nèi)芯21和羽片12粘合在一起，制成羽毛坯件。
第四步，將羽毛坯件夾持于灌鑄模具上，在一定壓力下將配好的不 飽和聚酯樹脂液灌注到模具空隙中，樹脂固化后脫模，必要時(shí)可適當(dāng)加 熱模具以加快樹脂固化，制品經(jīng)修飾而制得人造羽毛，
以上方法即可制作成完整的人造羽毛，該人造羽毛具有平整耐用的 優(yōu)點(diǎn)。
采用上述人造羽毛代替鵝鴨羽毛，采用傳統(tǒng)鵝鴨羽毛球相同的制球 工藝，即可制成本發(fā)明的羽毛球，具體參照實(shí)施例1。
實(shí)施例3:
本發(fā)明的一種人造羽毛，如圖4所示，其羽片12由聚酯膜片制成， 羽梗11是一種皮包芯結(jié)構(gòu)，內(nèi)芯21是由玻璃纖維和紡綸纖維混合后增強(qiáng)的復(fù)合材料制成，外包層22由尼龍制成，也叫PA塑料，該人造羽毛 具有一個(gè)位于羽梗頭部位置的膜片壓覆結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件13。
這種人造羽毛的制造過(guò)程和實(shí)施例1基本相同，只是制作補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件 13略有不同，具體是
第六步，裁剪一片尺寸大約為14mmX8mm的輕質(zhì)塑料薄膜，將此膜 壓覆在羽梗11的頭部位置上，薄膜和羽片將羽梗頭部包覆起來(lái)，用膠 水將薄膜、羽片和羽梗粘接牢固，此處的塑料薄膜就是就是一個(gè)補(bǔ)強(qiáng)構(gòu) 件13。
以上方法即可制作成完整的人造羽毛，該人造羽毛具有平整耐用的 優(yōu)點(diǎn)。
采用上述人造羽毛代替鵝鴨羽毛，采用傳統(tǒng)鵝鴨羽毛球相同的制球 工藝，即可制成本發(fā)明的羽毛球，具體參照實(shí)施例1。
實(shí)施例4:
本發(fā)明的一種人造羽毛，其羽片12由滌絲紡布料制成，羽梗ll是 一種皮包芯結(jié)構(gòu)，其內(nèi)芯21由短切玻璃纖維增強(qiáng)的尼龍塑料制成，外 包22層則由發(fā)泡尼龍塑料制成，該人造羽毛具有分別位于羽梗頭部位 置和羽片中部位置的細(xì)線縫合結(jié)構(gòu)的兩個(gè)補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件13。
這種人造羽毛的具體制造過(guò)程是
第一步，選用以短切玻璃纖維增強(qiáng)的PA樹脂，以注射工藝可以直 接生產(chǎn)出羽梗內(nèi)芯21。
第二步，選用PA塑料作為制作外包層22的材料，在PA塑料原料 中加入適用的發(fā)泡劑，采用一種特殊工藝，使PA塑料熔融，將此PA 塑料融體包覆于上述細(xì)棒周圍，發(fā)泡，冷卻固化，形成外包層22。
第三步，選用一種克重在30g/i^左右的滌絲紡布料，將其裁剪成適 用的形狀和大小，并經(jīng)燙邊處理，用作羽片12。
第五步，將羽片12和羽梗11用膠水粘合在一起。
第六步，在羽梗11的頭部位置和羽片12的中部位置上，用細(xì)線將羽梗11和羽片12進(jìn)一步縫合加固，縫合線有2到3圈即可，并用膠水 進(jìn)一步固定，形成兩個(gè)補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件13。
以上方法即可制作成帶有雙補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件13的人造羽毛，該人造羽毛
具有重量輕而耐用的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的人造羽毛并不限于以上所述的實(shí)施例，上述不同類型的羽
梗11、不同材質(zhì)的羽片12和不同類型的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件13之間可以任意組合，
形成很多種實(shí)用的人造羽毛。
采用上述人造羽毛代替鵝鴨羽毛，采用傳統(tǒng)鵝鴨羽毛球相同的制球 工藝，即可制成本發(fā)明的羽毛球，具體參照實(shí)施例l。
1權(quán)利要求
1、一種用于羽毛球的人造羽毛，由羽梗(11)和羽片(12)組成，其特征在于羽梗(11)是由內(nèi)芯(21)和外包層(22)構(gòu)成的一種皮包芯結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)芯(21)包含有纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料，羽片(12)是獨(dú)立制作的，羽片(12)和羽梗(11)經(jīng)粘合、熱壓合或塑料焊接等工藝方法而連接在一起，或者，羽片(12)也可以事先和內(nèi)芯(21)經(jīng)粘合、熱壓合或塑料焊接等工藝方法而連接在一起，再在連接有羽片(12)的內(nèi)芯(21)四周包覆上外包層(22)。
2、 如權(quán)利要求1所述的人造羽毛，其特征在于所述纖維增強(qiáng)的樹脂 基復(fù)合材料是采用拉擠工藝或注射工藝制成的纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合 材料細(xì)棒材。
3、 如權(quán)利要求1所述的人造羽毛，其特征在于所述纖維增強(qiáng)的樹脂 基復(fù)合材料的增強(qiáng)纖維是玻璃纖維、芳綸纖維或多種混雜纖維。
4、 如權(quán)利要求1所述的人造羽毛，其特征在于所述外包層(22)是 塑膠材料、發(fā)泡塑料或微發(fā)泡塑料制成的。
5、 如權(quán)利要求1所述的人造羽毛，其特征在于所述羽片(12)是采用滌絲紡布料或聚酯膜片制作的。
6、 如權(quán)利要求1所述的人造羽毛，其特征在于所述羽梗(11)和羽片(12) 之間至少有一個(gè)起增強(qiáng)連接作用的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件(13)。
7、 一種人造羽毛制成的羽毛球，由球頭、多根羽毛和線圈構(gòu)成，其特 征在于，所述羽毛采用的是如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的人造羽毛。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于羽毛球的人造羽毛，由羽梗(11)和羽片(12)組成，羽梗(11)是由內(nèi)芯(21)和外包層(22)構(gòu)成的一種皮包芯結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)芯(21)包含有纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料，羽片(12)是獨(dú)立制作的，羽片(12)和羽梗(11)經(jīng)粘合、熱壓合或塑料焊接等工藝方法而連接在一起，或者，羽片(12)也可以事先和內(nèi)芯(21)經(jīng)粘合、熱壓合或塑料焊接等工藝方法而連接在一起，再在連接有羽片(12)的內(nèi)芯(21)四周包覆上外包層(22)。由拉擠工藝制成的樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料細(xì)棒最適用于制作內(nèi)芯，外包層采用塑膠材料或發(fā)泡沫塑料制作。必要時(shí)，羽梗(11)和羽片(12)之間可以設(shè)置至少一個(gè)起增強(qiáng)連接作用的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件(13)。本發(fā)明的人造羽毛重量很輕，強(qiáng)度很高，各項(xiàng)指標(biāo)都基本達(dá)到或超過(guò)鵝鴨羽毛。本發(fā)明還涉及由該人造羽毛制成的羽毛球。
文檔編號(hào)A63B67/18GK101530661SQ200810034470
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者張文廣 申請(qǐng)人:張文廣