DE4339677A1 - Verwendung eines Verbundstoffes zur Herstellung von Sportbällen - Google Patents

Verwendung eines Verbundstoffes zur Herstellung von Sportbällen

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Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Verbundstoffes zur Herstellung von Sportbällen, der aus drei Lagen besteht, wobei als äußerste Schicht eine ab­ riebfeste Kunststoffschicht, als mittlere Schicht eine Schicht aus Gewebematerial und als innere Schicht eine flexible Vliesschicht vorgesehen ist.
Die Verwendung von Verbundstoffen für die Herstellung von Sportbällen ist bekannt, wobei als äußerste Schicht eine abriebfeste Beschichtung und als inne­ re Schicht eine elastische Kunststoffschicht oder Vliesschicht vorgesehen ist. Der wesentliche Nachteil bei Verwendung derartiger Materialien für solche Sportbälle besteht insbesondere darin, daß bei starkem Innendruck durch die mit Preßluft aufgeblasene innere Gummiblase die Formstabilität der Hülle nicht erreicht wird, d. h. daß
  • a. ein derartiger Ball, ohne spezielle Lamination auf der innersten Schicht, keine perfekte gleichmäßige Rundung aufweist, oder ein auf Präzision gearbeiteter Ball mit der Zeit instabil wird und seine Rundung verliert. Es war daher bisher erforderlich, bei solchen Hüllen ein mehrlagiges Gewebe aus Baumwolle, Vis­ kose, Polyamid oder Polyester zwischenzulegen, wobei die Einzelgewebe aufwendig im 45° Winkel gegeneinander verarbeitet wurden, um die multidi­ rektionale Stabilität zu bewirken;
  • b. bei der Herstellung solcher Verbundstoffe, z. B. für die Bindung und Im­ prägnierung Polyurethane zur Anwendung kommen. Dabei werden die Ver­ bundstoffe härter, insbesondere bei Kälte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbundstoff vorzuschlagen, mit dem derartige Sportbälle, die aus mehreren Stücken zusammengenäht oder ver­ schweißt sind und eine innere Gummiblase umfassen, bei dem vorgesehenen Innendruck der Gummiblase eine genaue kugelförmige Rundung erreichen und bei starker Beanspruchung nicht instabil werden und dabei eine dauerhafte wei­ che Sprungelastizität aufweisen und diese Eigenschaften auch bei großer Kälte beibehalten.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Merkmale des Hauptanspru­ ches gelöst und durch die der Unteransprüche gefördert.
Dadurch, daß mit der äußersten das Aussehen, die Festigkeit und Elastizität bewirkenden Kunststoffschicht eine nach allen Richtungen eine gleichmäßige Dehnung und Reißfestigkeit aufweisende zweite Schicht aus Gewebematerial verbunden ist, wird eine Gleichmäßigkeit des Verbundes bewirkt. Durch die mit der zweiten Schicht verbundene innerste Schicht, die aus einem Vlies besteht, wird die für einen Sportball geeignete Elastizität erreicht. Als äußere Schicht wird ein abriebfester Kunststoff, wie Polyurethan, Siliconkautschuk, Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat oder auch eine Gummi-Latex-Schicht verwendet.
Durch die nach allen Richtungen gleichmäßige Dehnung und Reißfestigkeit des Gewebes der zweiten Schicht, kann sich das elastische Material der äußeren Schicht, bedingt durch den Innen-Preßdruck der aufgepumpten Bälle, kontrolliert und absolut gleichmäßig dehnen. Die Rundung und Präzision der Bälle wird durch dieses Gewebe-Korsett absolut formstabil gehalten und das Material der äußeren Schicht hat keine Möglichkeit sich ungleichmäßig auszudehnen oder zu verziehen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die zweite Schicht eine Längs- und Querreißfestigkeit von 10 bis 1000 N/5 cm aufweist.
Ferner ist eine innere oder dritte Schicht aus einen geeigneten Vliesstoff vorge­ sehen, die einen Druckausgleich zwischen der inneren preßluftgefüllten Gummi­ blase und der äußeren Hülle bewirkt und eine gewisse Dämpfung der Elastizität erreicht, so daß die Hülle in ihrem Verhalten einer Lederhülle entspricht.
Die Erfindung bringt den wesentlichen Vorteil, daß ein mit solchem Material her­ gestellter Sportball eine optimale Rundung bei stärkster Beanspruchung erreicht.
Stabilitätserhöhend wirkt sich dabei aus, daß die äußere Beschichtung in plastischer Form direkt auf der zweiten Schicht aus Gewebematerial aufgetragen ist und damit eine innige Verbindung zwischen den beiden Schichten erzielbar ist. Zusätzlich wird erreicht, daß Bälle, welche in diesem Aufbau gefertigt werden, mit höherem Druck aufgepumpt werden können, ohne dabei die Form und Prä­ zision zu verlieren. Die Nahtstellen der Bälle halten überdurchschnittlich lange Zeit und reißen nicht aus, wenn man das Gewebe stark genug auslegt. Die Bälle, welche mit diesem Aufbau gefertigt werden, halten auch bei Dauereinsatz die Formstabilität, denn durch entsprechend starke Auslegung des Gewebes haben die Bälle keine Möglichkeit, sich zu verziehen und unrund zu werden.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Zeichnung ist der Aufbau des Verbundstoffes in einem Teilquerschnitt ent­ sprechend den Konturen eines Sportballes dargestellt. Ausgehend von einer äußeren Schicht 1 aus einem hochabriebfesten Material, z. B. auf der Basis von Polyurethan ist eine zweite Gewebeschicht 2 vorgesehen, die multidirektional eine gleichmäßige Dehnung und Reißfestigkeit besitzt. Dieses Gewebe besitzt eine gleichmäßige Dehnungs- und Reißfestigkeit in Längs- und Querrichtung und nimmt die von dem Innendruck der Gummiblase 4 erzeugte Druckspannung auf. Dadurch wird der Ball formstabil gehalten. Diese Eigenschaften eines Materials werden von den verschiedensten Gewebematerialien erfüllt, wie beispielsweise Polyestergewebe, Viskosepolyester, Polyamidgewebe, Copolymere aus anderen Kunststoffen, Glasseide, Carbonfasergewebe, Nylongewebe, Keramikseide, Glasfasergewebe, und dergleichen. Als Maß für die Längs- und Querreiß­ festigkeit kann von Größenordnungen von 10 bis 1000 N/5 cm ausgegangen werden.
Dieses Gewebe wird direkt auf ein Trägermaterial als innerste Schicht 3 aufge­ bracht, wobei diese Schicht aus weichen und unstabilen Vliesstoffen bestehen kann. Diese Schicht 3 hat die Aufgabe, die gewünschte Sprungdämpfung des Balles zu erzeugen und auch die Spieleigenschaften für ein gutes Ballgefühl und eine gute Ballführung. Diese innerste Schicht 3 kann aus den verschiedensten Materialien bestehen, wie beispielsweise aus Mikrofaservliesstoffen, coagulierten Vliesstoffen, poromerischen Vliesstoffen, Polyestervliesstoffen, Polyamidvlies­ stoffen, Filzen, mehrschichtigem Synthesematerial, Schaumstoffen, Lederfaserstoffen, Glasfaservliesstoffen, Synthesekeramikfaservlies, und derglei­ chen.
Das Verbinden der Schichten 2 und 3 kann z. B. mit Hilfe eines Polyurethan-Kle­ bers erfolgen oder bei Verwendung entsprechender Materialien auch durch Ver­ schweißen bzw. Anwendung eines Gummiklebers und Vulkanisieren. Besonders bevorzugt ist ein Verbund durch Vernadeln der beiden Materialien.
Bei der Herstellung der Verbundmaterialien hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zunächst die Gewebeschicht und die innere Vliesschicht miteinander zu verbin­ den und danach die äußere Kunststoffschicht entweder als härtbare Dispersion
  • - wäßrige Polyurethane
  • - zweikomponentige Polyurethane
  • - Polyurethan auf High-Solid-Basis
oder als thermoplastisches Pulver oder als vorfabrizierte Folie aufzubringen und durch Einwirkung von Wärme, entweder in einem Schmelzofen oder durch Infra­ rotstrahler aufzubringen. Der Kunststoff durchdringt auf diese Weise teilweise das Gewebe, wodurch eine besonders feste Verbindung erreicht wird. Entspre­ chende Techniken sind für die Herstellung anderer Verbundwerkstoffe bekannt. Weniger bevorzugt aber ebenfalls möglich ist eine Verbindung über ein Bindemit­ tel, beispielsweise einen Latex- oder Silicon-Kautschuk-Kleber.
Die äußere Schicht weist vorzugsweise eine lederähnliche Narbung ihrer Ober­ fläche auf, die in üblicher Weise bei der Herstellung mit einer entsprechend gemusterten Prägewalze eingeprägt oder über eine Releasepapierbeschichtung aufgebracht wird.
Da durch die Nähte der mit dem erfindungsgemäßen Verbundmaterial herge­ stellten Bälle und teilweise auch durch Poren der Deckschicht, Wasser in das Innere eintreten kann, welches sich kapillar in der Gewebe- bzw. Vliesschicht verteilen und damit Gewicht und Elastizität des Balles verändern könnte, hat es sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, durch eine Hydrophobierung dieser Ma­ terialien ein Eindringen von Wasser zu verhindern.
Als Hydrophobierungsmittel sind Lösungen oder Emulsionen von bekannten Produktgruppen, wie Aluminium- und Zirkonsalzen, höheren Fettsäuren, fettsäu­ remodifizierten Melaminen sowie bevorzugt von Siliconen, Fluorsiliconen und Fluorcarbonharzen geeignet. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die zuvor­ genannten Komponenten mit Polyurethan-Dispersionen zu kombinieren oder eine Hydrophobierung ganz auf Dispersionsbasis durchzuführen.
Die Hydrophobierungsmittel können entweder nach der Herstellung des Verbund­ werkstoffes aufgebracht werden oder Vlies und Gewebe vor der Laminierung mit dem äußeren Kunststoffbelag damit imprägniert werden. Eine vorherige Imprägnierung erweist sich als vorteilhaft, wenn das Hydrophobierungsmittel mit einem Lösungsmittel aufgebracht wird, in dem die äußere Hülle angelöst werden könnte. Eine nachträgliche Imprägnierung ist notwendig, wenn das Hydropho­ bierungsmittel die Haftung zwischen äußerer Kunststoffhülle und Gewebe bzw. zwischen Gewebe und Vlies beeinträchtigen würde. Geeignete Haftvermittler können für solche Fälle eingesetzt werden. Da die Hydrophobierungsmittel die Poren im Gewebe bzw. Vlies nicht füllen, sondern nur die Fasern dünn überzie­ hen, bleibt das Material luftig und atmungsaktiv.
Weiterhin sollen die Sportbälle in einem weiten Temperaturbereich einsetzbar sein, beispielsweise zwischen -10 und +50°C. Um insbesondere bei tiefen Tem­ peraturen ein Verspröden der Kunststoffe zu verhindern kann es daher vorteilhaft sein, an sich bekannte Weichmacher (Phthalsäureester, Adipate etc.) zuzuset­ zen. Um eine Migration der meist öligen Weichmacher im Verbund zu inhibieren, ist es ferner möglich, diese mit dem Synthesematerial zu vernetzen oder anzu­ kondensieren.
Da für die verschiedenen Arten von Sportbällen (Fußball, Handball, Volleyball etc.) eine unterschiedliche Größe, ein unterschiedliches Gewicht und ein unter­ schiedlliches Sprungverhalten gefordert wird, ist es bei einem nicht speziell an den Verwendungszweck angepaßten Verbundstoff eventuell notwendig, durch Einfügen weiterer Vlies- oder Gewebeeinlagen zwischen Hülle und Gummiblase, diese Eigenschaften einzustellen.

Claims (10)

1. Verbundstoff zur Herstellung von Sportbällen aus einem dreilagigen Ver­ bundstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste Schicht (1) eine abriebfeste Kunststoffschicht ist, welche mit einer nach allen Richtungen eine gleichmäßige Dehnung und Reißfestigkeit aufweisenden zweiten Schicht (2) aus Gewebematerial verbunden ist, die mit einer innersten Schicht (3) aus einem Vliesmaterial verbunden ist.
2. Verbundstoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (2) eine Längs- und Querreißfestigkeit von 10 bis 1000 N/ 5 cm aufweist und aus Polyestergewebe, Viskosepolyester, Polyamid­ gewebe, Copolymere aus anderen Kunststoffen, Glasseide, Carbonfa­ sergewebe, Nylongewebe, Keramikseide oder Glasfasergewebe besteht.
3. Verbundstoff gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste Schicht (1) aus Polyurethan, Siliconkautschuk, Polyvinyl­ chlorid, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat oder auch einer Gummi-La­ tex-Schicht besteht.
4. Verbundstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoffschicht auf die Gewebeschicht als härtbare Dispersion oder thermoplastische Masse aufgebracht wird.
5. Verbundstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vliesstoff der innersten Schicht (3) aus Mikrofaser­ vliesstoffen, coagulierten Vliesstoffen, poromerischen Vliesstoffen, Poly­ estervliesstoffen, Polyamidvliesstoffen, Filzen, mehrschichtigem Synthe­ sematerial, Schaumstoffen, Lederfaserstoffen, Glasfaservliesstoffen, Syn­ thesekeramikfaservlies, und dergleichen besteht.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schicht (2) mit der innersten Schicht (3) durch Vernadeln ver­ bunden ist.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schichten (2) und (3) hydrophobiert sind.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydro­ phobierungsmittel Lösungen oder Emulsionen von bekannten Produkt­ gruppen, wie Aluminium- und Zirkonsalzen, höheren Fettsäuren, fettsäu­ remodifizierten Melaminen sowie bevorzugt von Siliconen, Fluorsiliconen und Fluorcarbonharzen verwendet werden.
9. Sportbälle bestehend aus einem Verbundstoff gemäß einem der Ansprü­ che 1 bis 8 und einer aufblasbaren inneren Gummiblase (4).
10. Sportbälle gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hülle und der Gummiblase weitere Vlies- oder Gewebeschichten angeordnet sind.
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