Method of manufacturing a ball and a ball

【発明の詳細な説明】 ボールおよびボールの製造方法 本発明は、ゲームに使用するためのボール、特に無圧テニスポールのような無圧ボールに関する。 従来のテニスボール、並びにゲーム用の他の多くのボールは、通常はゴムまたはゴム状材料の組成物で構成されたエラストマー材料の壁または殻を有している。 この壁は、ガスを充填すべきキャビティーを限定する中空の球体またはコアを形成している。 該キャビティーが大気圧よりも高い圧力のガスを含む場合、このボールは加圧ボールと称される。 該キャビティーが大気圧と実質的に同じ圧力のガスを含む場合、このボールは無圧ボールと呼ばれる。 上記何れのタイプのテニスボールも、直径、重量、跳ね返りおよび変形に関する国際ローンテニス連盟の要件に合致させることができる。 これらの要件に合致することに加えて、テニスボールは、良好かつ一貫したプレー挙動と共に長い寿命を有するべきである。 加圧ボールは、ゴムまたはゴム様材料の壁を通過するガス透過の結果として、 比較的短い寿命を有している。 他方、無圧ボールは実質的に長い寿命を有しているが、望ましいプレー挙動を有するように製造するのは困難である。 従って、これらの問題に対処するための改善されたボール、特にテニスボールが必要とされている。 本発明によれば、複数の実質的に閉じたセルを具備した充填材を含むキャビティーを限定するエラストマー材料の壁をもったボールが提供される。 このような充填剤をボールのキャビティーに導入することにより、ボールの変形挙動、特に、ボールのプレー挙動のような動的変形挙動を、望み通りに容易に設定し得る。 なお、加圧ボールの変形挙動は、キャビティー内の加圧ガスに大きく依存するのに対して、従来の無圧ボールの変形挙動は、主にボールの壁を形成するエラストマー材料の特性に起因することに留意すべきである。 従って、加圧ボールを圧縮するのに必要な力は、圧縮の増大に伴い、主にボールのキャビティー内の上昇圧力によって定まる曲線に沿って、連続的に且つ徐々に増大する。 従来の無圧ボールにおいて、圧縮力は、エラストマー壁の材料の特性（これはボールの跳ね返りをも制御する）の大きな影響の結果として、より複雑な上昇曲線に従う。 好ましくは、キャビティーは、圧縮挙動に影響を及ぼすように、実質的に閉じたセルで実質的に充填される。 しかし、この実質的に閉じたセルを、キャビティーの内側に隣接する周辺部分のみに充填する一方、その中心部分には他の材料を用いて、望ましい圧縮挙動を得ることが可能である。 好ましい実施例において、この実質的に閉じたセルは、ボールを圧縮する際のキャビティーの形状変化に適合できるようにエラストマーでできている。 同じ理由で、実質的に閉じたセルは分離された別々の中空体であることができ、これらはボールのキャビティーの形状が変化する際に、相互に相対的に移動してもよい。 勿論、全ての閉じたセルは別々の中空体である必要はなく、また全ての中空体が分離される必要もない。 微小球、特にポリマー微小球は中空体の好ましい形態である。 それらは、好ましい弾性を有しており、また発泡形または非発泡形で用いることができる。 更に、微小球はボールの重量に悪影響を及ぼさないように、低重量を有している。 加えて、このような微小球は、ボールのキャビティーのための、実質的に漏れの少ない充填剤を形成する。 好ましくは、この発泡ポリマー微小球は、15μｍ〜150μｍ、より好ましくは3 0μｍ〜100μｍの範囲の粒径を有している。 好ましい構成において、この充填剤は0.5ｇ〜4.0ｇ、好ましくは1.0ｇ〜3.0ｇの重量を有する。 有用な微小球は、アクゾ・ノーベル社（スェーデン）からEXPANCELの商標名で入手可能である。 充填の容易さのために、この微小球は発泡性材料から形成するのが好ましく、 該材料は、例えばペレットまたはタブレットの形の未発泡材料で準備し、続いてこれをその場で実質的に発泡させて、キャビティーを発泡微小球で充填すればよい。 本発明の一実施例において、この未発泡材料はペレットまたはタブレットの形に形成され、キャビティー内に挿入され、続いて発泡させて微小球の充填剤が形制される。 ポリマー材料には、１以上の酢酸エチルビニルおよびパラフィンワックスから選択され得る適合性バインダ材料を含めることができる。 該バインダ材料は、未発泡材料のプリフォームの形成を容易にする。 本発明はまた、エラストマー材料の球状シェエルを形成することと、該キャビティーの中に充填剤を与えることにより、キャビティーを有するボールを製造する方法であって、前記充填剤は複数の実質的に閉じたセル、好ましくは微小球からなる方法を提供する。 このキャビティーは、予備発泡された微小球で充填されてもよい。 或いは、この充填剤は、キャビティー内において未発泡材料からその場で形成される。 この場合、未発泡材料は、典型的にはキャビティー内に挿入されるプリフォームに形成され、続いて、その場でポリマー微小球に変換される。 このプリフォームはペレットまたはタブレットであってもよい。 微小球は、ポリマー微小球であり得る。 本発明の一実施例において、該ポリマー材料は、酢酸エチルビニルおよび／またはパラフィンワックスのような適合性バインダを含む。 一つの構成において、該方法は、 未発泡材料を、少なくとも一対の半球状ハーフシェルの中に挿入する工程と、 この二つのハーフシェルを一緒に結合して、キャビティーを形成する工程と、 前記材料を発泡させて、前記キャビティーを実質的に充填する微小球の充填剤を形成する工程とを具備する。 典型的には、該ポリマー材料は、80℃〜140℃の温度で熱によって発泡される。 別の構成において、該方法は、 エラストマー材料の二つの半球状ハーフシェルの間に、発泡体材料を挿入する工程と、 この二つのハーフシェルを一緒に結合して、キャビティーを形成する工程とを具備する。 前記エラストマー材料の二つの半球状ハーフシェルの間に発泡体材料を挿入する工程には、先ず、前記発泡材料を軟質のエンベロープ内に包み込むことが含まれる。 より正確には、まず未発泡材料を軟質材料の中に封じ込め、次いでその中で発泡させる。 本発明が明瞭に理解されるように、例示のみの目的で、本発明の一実施例（より詳しくはテニスボール）について更に詳細に説明する。 加圧テニスボールは、初期には良好なプレー特性を有しているが、ガスの逃散によってプレー能力は減少する。 このプレー特性の喪失の問題は、キャビティーに低重量の微小球（この場合にはポリマー微小球）を充填することにより、本発明によって解決された。 本発明に用いられるポリマー微小球は、テニスボール製造の際に、その場で予備発泡または発泡させばよい。 微小球は、純粋な形または適切なポリマーバインダ材料と組み合わせて使用できることが分かった。 この予備発泡された材料、未発泡の材料、ポリマーを結合し予備発泡された材料、ポリマーを結合した未発泡の材料は全て、この明細書では充填剤と称する。 本発明において用いられる微小球は、以下のような直径を有する中空の熱可塑性粒子である。 即ち、予備発泡された微小球は、15〜80μｍの粒子サイズを有し、また未発泡の微小球は6〜24μｍの粒子サイズを有する。 しかし、発泡された粒子は10〜150μｍ、好ましくは30μｍ〜100μｍの範囲の粒子サイズを有する。 微小球は揮発性の液体を含有している。 この液体の料は、通常は微小球の重量の5〜50％である。 この揮発性の液体は、通常はイソブタンのような炭化水素である。 該揮発性液体は、微小球の熱可塑性材料を溶解しないように選択すべきであることが理解されるであろう。 微小球が純粋な形で使用されるときには、コアキャビティーを充填するために0.5ｇ〜1.5ｇが必要とされる。 バインダの存在において、マトリックスの合計重量は1.0ｇ〜3.0ｇである。 ポリマーバインダーは、テニスボールの製造プロセスにおいて有用であることが分かった。 適切なバインダ材料には、95℃の融点を有するエチルビニルアルコール（ＥＶＡ）および50〜52℃の融点を有するパラフィンワックスが含まれる。 微小球は、好ましくは別のプロセスにおいてポリマー材料と混合され、簡単なドーシング(dosing)のために、ペレットまたはタブレットのようなプリフォームに形成される。 充填剤を収容するために、ボールには多くの改良がなされ得る。 例えば、より軽いフェルトおよび／または異なったコア重量を用いてもよい。 テニスボールを製造するために、種々のエラストマー材料に異なった化学成分と混合する。 この混合物は、滑らかなコンシステンシーになるまで粉砕し、該混合物をプリフォームに形成する押し出し機に供給する。 このエラストマープリフォームを多キャビティー精密モールド型の中に配置する。 加圧および加熱下において、該プリフォームを夫々がテニスボールの半分に対応する半球に整形する。 これらのハーフシェルのエッジを研削する。 次いで、二重カルーセルアセンブリーユニット(double-carousel assembly unit)の中で、このエッジに接着剤をコートする。 純粋な未発泡微小球またはマトリックス結合の未発泡微小球を含有するペレットは、一つのカルーセル上のハーフシェルに加えられる。 これらのハーフシェルは、カルーセルユニットの夫々の一方に合致し、一方はペレットを含み且つ他方は空である。 ハーフシェルは、第二の硬化プロセスに入る前に接着剤で一緒に接合される。 この第二の硬化は、これらの半体を永久に融着させて、無圧の完全なボールコアを形成する。 完成された弾性コアは、コアの表面を研削する研削機に運ばれる。 若干粗い表面は、ボールのコアが接着剤をより良好に保持するのを可能にし、ボールとカバーとの間の良好な結合をもたらす。 研削に続いて、コアは接着剤でコートされる。 ボールコアのためのカバーは、フェルトから切り出される。 フェルトからカバー片を切り出す前に、フェルトのロールの裏面を制御された量の接着剤でコートする。 このカバー片はエッジ部を接着剤でコートされ、これはテニスボールの縫い目を定義する。 テニスボールは、カバー操作から他のプレスに移動されて、第三の硬化プロセスを経る。 この第三の硬化プロセスにおける熱および圧力の適用によって、カバーとコアとの間の固相接合が確保される。 その時間もまた、硬化の度合いおよび微小球の発泡度合いの両方にとって重要である。 微小球はこのプロセスで完全に発泡するはずであり、キャビティーは充填されるはずである。 この発泡温度は80℃〜140℃である。 次いで、ボールはこの硬化プレスから除去され、フェルトの毛羽を立てるために蒸気による毛羽立てを行い、乾燥してテニスボールの完成品を形成する。 蒸気のテニスボールは国際ローンテニス連盟の明細に適合し、また、少なくとも従来のテニスボールと同様に良好なプレー特性を有する。 テニスボールについて本発明を説明してきたが、本発明は、キャビティーを限定しているエラストマー材料の壁を有する他のプレー用ボール、例えばフットボール、バレーボール、バスケットボールおよびスカッシュボールにも適用できることが理解されるであろう。 また、当業者は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、本発明の上記実施例に対する改良をなし得ることが理解されるべきである。 例えば、ボールの圧縮挙動に影響し得る実質的に閉じたセルを有する限り、微小球以外の材料を用いてもよい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成９年１０月１３日（１９９７．１０．１３） 【補正内容】 請求の範囲 １． キャビティーを有するエラストマー材料の壁を有するボールであって、前記キャビティーは充填材を含んでおり、該充填材はエラストマーの壁を有する実質的に閉じたセルを形成する独立した複数の中空体を具備すろことを特徴とするボール。 ２． 請求項１に記載のボールであって、前記キャビティー内の圧力は実質的に大気圧であるボール。 ３． 請求項１または２に記載のボールであって、前記独立した中空体は、前記壁の内側に隣接するキャビティーの周辺部分を充填しているボール。 ４． 請求項１または２に記載のボールであって、前記中空体は、実質的に前記キャビティーを満たしているボール。 ５． 請求項１〜４の何れか１項に記載のボールであって、前記中空体は微小球であるボール。 ６． 請求項８に記載のボールであって、前記微小球はポリマー微小球であるボール。 ７． 請求項５または６に記載のボールであって、前記微小球は15μｍ〜150μ ｍの範囲の粒子サイズを有するボール。 ８． 請求項７に記載のボールであって、前記微小球は30μｍ〜100μｍの範囲の粒子サイズを有するボール。 ９． 請求項１〜８の何れか１項に記載のボールであって、前記充填材は0.5ｇ 〜4.0ｇの重量を有するボール。 １０． 請求項９に記載のボールであって、前記充填材は1.0ｇ〜3.0ｇの重量を有するボール。 １１． 前記ボールがテニスポールである請求項１〜１０の何れか１項に記載のボール。 １２． エラストマー材料の球場シェルを形成することによりキャビティーを有するボールを製造する方法であって、エラストマーの壁を有する実質的に閉じたセルを形成する複数の独立した中空体を具備する充填材が、前記キャビティー内に設けられることを特徴とする方法。 １３． 請求項１２に記載の方法であって、前記充填材は前記キャビティーの容積に実質的に対応する方法。 １４． 請求項１２または１３に記載の方法であって、前記充填材は、発泡性材料からその場で形成される方法。 １５． 請求項１４に記載の方法であって、前記充填材は未発泡の、好ましくはポリマー微小球から形成される方法。 １６． 請求項１４または１５に記載の方法であって、前記発泡性材料はプリフォームに形成され、これを前記キャビティー内に導入し、続いて発泡させる方法。 １７． 請求項１２または１３に記載の方法であって、前記充填材は予備発泡された微小球から形成される方法。 １８． 請求項１４または１５に記載の方法であって、前記バインダは前記発泡性材料に添加される方法。 １９． 請求項１７に記載の方法であって、前記バインダは、エチルビニルアルコールおよびパラフィンワックスから選択される方法。 ２０． 請求項１６に記載の方法であって： 未発泡材料のプリフォオームを、一対の半球状ハーフシェルの少なくとも一方の中に挿入する工程と、 この二つのハーフシェルを一緒に結合して、キャビティーを形成する工程と、 前記材料を発泡させて、前記キャビティーを実質的に充填する微小球の充填剤を形成する工程とを具備する。 ２１． 請求項１２または１３に記載の方法であって、 エラストマー材料の二つの半球状ハーフシェルの間に、発泡体材料を挿入する工程と、 この二つのハーフシェルを一緒に結合して、キャビティーを形成する工程とを具備する。 ２２． 請求項２１に記載の方法であって、前記エラストマーの二つの半球状ハーフシェルの間に発泡した材料を挿入する工程は、先ず、前記発泡材料を軟質エンベロープの中に包むことを含む方法。 ２３． 請求項２２に記載の方法であって、前記エラストマーの二つの半球状ハーフシェルの間に発泡した材料を挿入する工程は、先ず、未発泡材料を軟質エンベロープの中に包み、次いでその中で該材料を発泡させることを含む方法。

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