Способ производства спортивного мяча (варианты) Российский патент 2023 года по МПК A63B45/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Группа изобретений относится к способам производства спортинвентаря и тренировочных средств для спортсменов, а именно к способам производства спортивного мяча.

Уровень техники

Известен способ производства спортивного мяча (https://lokomotiv.info/blogs/261007/8235/, опубл. 26.10.2007 г.), включающий подготовку каркаса, полиэстеровая ткань, покрытая латексом, нагревается в печи и нарезается на пятиугольники, которые затем сшиваются, а получившееся полотно выворачивается швами внутрь, что создает бесшовную основу мяча. Камера аккуратно вставляется в каркас мяча, так чтобы ниппель занял правильное положение. Для того чтобы компенсировать вес ниппеля, с другой стороны мяча делается несколько специальных стежков. Затем мяч надувается. Каркас мяча закладывается в специальную форму и нагревается под давлением. Такая процедура гарантирует одинаковый размер всех произведенных мячей. Затем каркас проверяют на предмет правильности стежков, соответствие формы, размера и веса заданным параметрам. Каркас также пропускают через металлоискатель, чтобы убедиться в отсутствии в нем металлических осколков иглы. После этого каркас покрывают двумя слоями натурального латекса и высушивают в печи. Далее идет создание внешнего слоя. Искусственная кожа покрывается натуральным латексом, и из нее вырезаются пятиугольные и шестиугольные куски, которые и окажутся на поверхности мяча. Для изготовления каждого мяча необходимо подготовить 12 пятиугольных и 20 шестиугольных кусков. При покраске внешнего слоя используются стойкие полиуретановые краски, которые не стираются даже после длительного использования. Затем листы прорезиненной синтетической пены покрываются натуральным латексом и нарезаются. Элементы внешнего слоя аккуратно накладываются на элементы пено-синтетической прослойки. После этого элемент внешнего слоя спрессовывается с элементом пено-синтетической прослойки, таким образом, создается внешняя «панелька» мяча. Каждый набор «панелек» проверяется, взвешивается и нумеруется. Небольшие различия в весе корректируются за счет подбора соответствующей камеры к каждому мячу. Затем латекс наносится на грани каждой из панелек, что гарантирует ровность поверхности мяча и обеспечивает его водонепроницаемость. Затем внешний слой и каркас помещаются в специальные чаши. Здесь они совмещаются и нагреваются под давлением, в результате химической реакции внешний слой и каркас надежно соединяются друг с другом. Затем по результатам измерения давление в мяче регулируется.

Недостатком указанного способа является наличие большого количества действий, отсутствие плотного корда для упрочнения камеры мяча и его высокая гигроскопичность. Кроме того, недостатком является множество швов которые образуются при сшивании между собой панелей, отсюда как следствие дополнительные недостатки заключающиеся в более низкой надежности соединений между панелями, при этом швы между ними влияют на потребительские свойства мяча, так как нарушается развесовка спортивного изделия, что для применения в спорте неприемлемо. Следует отметить, что также недостатком заявленного мяча является сложность его конструкции, а именно использование не только камеры и каркаса, но и внешнего слоя. Также существенным недостатком заявленного мяча является фактическое отсутствие склейки торцов панелей между собой, т.к. натуральный латекс посредством давления может склеивать только микропористые поверхности, например, слой вспененного материала, а внешний слой синтетической кожи панелей, который несет в себе функционал прочности и должен защищать от влаги, остается не склеенным. К тому же, на качество склеивание латекса повышенная температура играет ничтожное значение. Все это в совокупности влияет на низкую надежность изделия и низкие потребительские свойства полученного изделия мяча, а также длительный и трудоемкий процесс производства.

Раскрытие изобретения

Технический результат заключается в повышенной прочности, надежности полученного изделия мяча произведенного каждым заявленным вариантом способа производства спортивного мяча.

Результат достигается заявленным способом производства спортивного мяча по первому варианту, включающим вырубку кусочков панелей покрышки, причем выполняется упрочнение камеры мяча путем осуществления равномерной обмотки камеры нейлоновой или смесовой, с содержанием хлопка до 60%, нитью, пропитанной термоактивируемым клеем; посредством равномерного оклеивания отрезками подкладочной синтетической или смесовой, с содержанием хлопка до 60%, ткани, пропитанной термоактивируемым клеем; посредством равномерной обмотки камеры нейлоновой или смесовой, с содержанием хлопка до 60%, нитью, пропитанной термоактивируемым клеем, и дальнейшее покрытие слоем бутила, промазывание внешней поверхности камеры мяча, тыльной стороны каждого кусочка панели покрышки и торцов кусочков панелей покрышки термоактивируемым клеем, сборка кусочков панелей покрышки и камеры мяча в единую конструкцию посредством соединения тыльных сторон кусочков панелей покрышки с внешней поверхностью камеры мяча, а также соединения торцов кусочков панелей покрышки между собой, далее изделие запекается в камере нагрева, выполненной в виде сферической конструкции сборочного станка, при этом камера мяча и кусочки панелей покрышки прижимаются друг к другу посредством давления в камере мяча и дальнейшего упора изделия в сферическую конструкцию сборочного станка камеры нагрева, полученное изделие вынимается из камеры нагрева.

Результат достигается заявленным способом производства спортивного мяча по второму варианту, включающим вырубку кусочков панелей покрышки, причем выполняется упрочнение камеры мяча путем осуществления равномерной обмотки камеры мяча нейлоновой или смесовой, с содержанием хлопка до 50%, нитью, пропитанной жидким натуральным латексом; посредством равномерного оклеивания отрезками подкладочной синтетической или смесовой, с содержанием хлопка до 50%, ткани, пропитанной жидким натуральным латексом, смазывание торцов кусочков панелей покрышки термоактивируемым клеем, промазывание тыльной стороны кусочков панелей покрышки жидким натуральным латексом, приклеивание посредством жидкого натурального латекса и высокого давления тыльных сторон кусочков панелей покрышки к поверхности камеры мяча, корректировка совмещения торцов кусочков панелей покрышки между собой, помещение полученного изделия в камеру нагрева, склеивание торцов соседних кусочков панелей покрышки между собой посредством высокой температуры и избыточного давления в камере мяча с дальнейшим упором изделия в сферическую конструкцию сборочного станка камеры нагрева, вынимание изделия из камеры нагрева.

Как следствие основного результата достигается дополнительный технический результат заключающийся в улучшении потребительских свойств полученного изделия мяча, за счет исключения множества швов и тем самым улучшенной развесовки спортивного изделия, увеличения гарантии отсутствия брака и нулевой гигроскопичности, а также, сокращения времени на производство.

Осуществление изобретения

Далее приведены частные варианты осуществления заявленных способов производства спортивного мяча.

Материал покрышки (из которой вырубаются кусочки панелей), в частном варианте осуществления по двум заявленным способам, состоит, например, из одного или двух слоев: первый - обязательный внешний слой - композитная кожа на основе полиуретана (PU), или термополиуретана (TPU) или натуральная кожа, толщиной от 0,2 до 2 мм; второй - слой композитного вспененного материала (как правило, на основе TPU или PU) - Микрофибра, или вспененный эластомер, или вспененный этиленвинилацетат (EVA), толщиной от 0,8 до 5 мм.

Слои покрышки склеиваются между собой с помощью клея (например термически отверждаемый клей, используемый для термоклеевой сборки обуви и им подобные).

Общая покрышка изделия (мяча) состоит из соединенных между собой кусочков панелей. Количество, размер и форма кусочков панелей могут быть разнообразными, при соблюдении недопущения отклонений от геометрической формы мяча, являющейся одной из важнейших характеристик для спортивных мячей.

В частном варианте осуществления (по двум заявленным вариантам способа производства спортивного мяча) вырубка кусочков панелей покрышки выполняется вырубным или высекальным прессом, а именно посредством давления и вырубного или высекального ножа. Применяется для однослойных материалов и материалов толщиной не более 3 мм., как правило, для производства волейбольных и баскетбольных мячей. В этом случае, следующим желательным (частный вариант осуществления) этапом является спуск краев готовых кусочков панелей покрышки, с целью достижения минимально допустимой толщины материала в местах последующего примыкания кусочков панелей покрышки между собой для формировании общей покрышки (или единой конструкции изделия по первому варианту заявленного способа).

В другом частном варианте осуществления (по двум заявленным вариантам способа производства спортивного мяча) вырубка кусочков панелей покрышки выполняется комбинированной технологией, а именно посредством вырубки и сплавления токами высокой частоты, фрагментарное прессование первого, а также прессование и сплавление второго, вспененного слоя покрышки. Более подробно этот процесс можно описать следующим образом. Выполняется вырубка кусочков панелей покрышки с помощью комбинированной технологии высечки и высокочастотного сплавления (ТВЧ сварка), при котором происходит фрагментарное прессование первого, а также прессование и сплавление второго, вспененного слоя покрышки с целью создания минимальной толщины по всему периметру каждого кусочка панели покрышки. Данный метод позволяет произвести загиб первого слоя кромки по всему периметру вырубленного кусочка панели покрышки, таким образом, чтобы первый слой полностью перекрывал все получившиеся торцы панели. Это нужно в случаях последующей торцевой склейки кусочков панелей покрышки между собой, что позволяет склеить из кусочков панелей покрышки всю покрышку целиком даже без ее крепления к камере мяча. Это особенно важно при производстве футбольных мячей, которые требуют особой прочности общей покрышки (или единой конструкции изделия по первому варианту заявленного способа).

Упрочнение камеры мяча плотным кордом по двум заявленным способам, может быть выполнено, в частном варианте осуществления, следующим образом. Используется резиновая, бутиловая, каучуковая или бутилкаучуковая камера весом от 40 до 240 гр., упрочняется плотным кордом, в зависимости от назначения мяча: посредством равномерной обмотки камеры синтетической (нейлоновой), или смесевой, с содержанием хлопка до 60%, нитью, пропитанной термоактивируемым клеем, необходимое число раз; посредством равномерного оклеивания отрезками подкладочной синтетической или смесевой, с содержанием хлопка до 60%, ткани, пропитанной термоактивируемым клеем; посредством равномерной обмотки камеры синтетической (нейлоновой), или смесевой, с содержанием хлопка до 60%, нитью, пропитанной термоактивируемым клеем, необходимое число раз, и дальнейшее покрытие слоем бутила.

Упрочнение камеры мяча плотным кордом по двум заявленным способам, может быть выполнено, в другом частном варианте осуществления, следующим образом. Используется резиновая, бутиловая, каучуковая или бутилкаучуковая камера весом от 40 до 240 гр., упрочняется плотным кордом, в зависимости от назначения мяча: посредством равномерной обмотки камеры мяча синтетической (нейлоновой), или смесевой, с содержанием хлопка до 50%, нитью, пропитанной жидким натуральным латексом, необходимое число раз; посредством равномерного оклеивания отрезками подкладочной синтетической или смесевой, с содержанием хлопка до 50%, ткани, пропитанной жидким натуральным латексом. Может использоваться термически отверждаемый клей, используемый для термоклеевой сборки обуви (и подобные вещества, многокомпонентные композиции на основе органических или неорганических составляющих, способные соединять, склеивать, различные материалы). Кроме того, может использоваться латекс - низко- или высокоаммонийный жидкий латекс на основе натурального каучука.

По первому варианту заявленного способа, торцы соседних кусочков панелей покрышки склеиваются между собой в единую конструкцию изделия, далее изделие запекается в камере нагрева при этом камера мяча и кусочки панелей покрышки прижимаются друг к другу посредством давления, в частном варианте осуществления за счет технологии термосклейки, которая заключается в склеивании кусочков панелей покрышки между собой для формирования общей покрышки (единой конструкции изделия) и одновременном приклеивании получившейся общей покрышки к камере мяча. Слой клея можно равномерно наносить на тыльные стороны и торцы вырубленных кусочков панелей покрышки и одновременно на поверхность камеры мяча. После можно дать высохнуть на протяжении 0,5-24 часов при температуре от +17°С до +55°С. Далее выполняется приклеивание кусочков панелей покрышки к камере вручную, или с помощью сборочного станка. Конструкция сборочного станка представляет собой сферическую металлическую форму, поделенную на две половины - полусферы или чаши-полусферы, разогретые до температуры 35-55°С. Внутрь каждой полусферы укладываются панели мяча клеевой стороной наружу. После укладки панелей в обе полусферы внутрь одной из них укладывается камера мяча. Фиксированное соединение двух половин формы и создание необходимого давления в камере позволяет собрать заготовку мяча. Собранная заготовка помещается в формовочный термопресс, который совмещает две функции - придание правильной геометрической формы и термическое закрепление клея при температуре от +50°С до+80°С. Готовый мяч может выдерживаться при температуре от +19°С до +29°С в течение не менее суток для полного закрепления клея и выявления брака.

По второму варианту заявленного способа, технология комбинированной сборки заключается в разделении процессов формирования общей покрышки из кусочков панелей покрышки и приклеивания кусочков панелей покрышки к камере. Слой жидкого натурального латекса равномерно наносится на тыльные стороны вырубленных кусочков панелей покрышки. Далее можно оставить сохнуть в течении 3-5 часов при температуре от +17°С до +28°С. После на торцы кусочков панелей покрышки равномерно наносится слой клея (например, термоактивируемого клея). Далее все это сохнет при температуре 0,5-24 часов при температуре от +17°С до +55°С. После приклеивание кусочков панелей покрышки к камере мяча производится вручную, или с помощью сборочного станка. Конструкция сборочного станка представляет собой сферическую металлическую форму, поделенную на две половины - полусферы, внутрь каждой из которых укладываются панели мяча клеевой стороной наружу. После укладки кусочков панелей покрышки в обе полусферы внутрь одной из них укладывается камера. Фиксированное соединение двух половин формы и создание избыточного давления в камере позволяет приклеить кусочки панелей покрышки к камере будущего мяча и собрать заготовку мяча. Собранная заготовка мяча вынимается из сборочного станка. Так как торцы кусочков панелей покрышки остаются не склеенными их можно корректировать для исправления неровных стыков и наилучшего смыкания торцов соседних кусочков панелей покрышки между собой. Скорректированная заготовка помещается в формовочный термопресс, который совмещает две функции - придание правильной геометрической формы и термическое закрепление клея, нанесенного на торцы панелей. Активация и закрепление клея происходит в течение 2-6 мин. при температуре от +50°С до +100°С. Готовый мяч может выдерживаться при температуре от +19°С до +29°С в течение не менее суток для полного закрепления клея и выявления брака.

Согласно заявленным вариантам, вырубка кусочков панелей покрышки может быть выполнена из натуральной кожи кусочков панелей или из искусственной кожи кусочков панелей.

Согласно заявленным вариантам, вырубка кусочков панелей покрышки может выполняться вырубным прессом, а именно посредством давления и вырубного ножа.

Согласно заявленным вариантам, вырубка кусочков панелей покрышки может выполняться комбинированной технологией, а именно посредством вырубки и сплавления токами высокой частоты, фрагментарное прессование первого, а также прессование и сплавление второго, вспененного слоя покрышки.

Современные технологии и оборудование позволяют осуществить заявленные способы настоящего изобретения. На заводе или предприятии имеется все необходимое оборудование для производства каждым заявленным способом спортивного мяча.

Группа изобретений относится к способам производства спортивного мяча. Первый вариант включает вырубку кусочков панелей покрышки, причем выполняется упрочнение камеры мяча плотным кордом, промазывание внешней поверхности камеры мяча, тыльной стороны каждого кусочка панели покрышки и торцов кусочков панелей покрышки термоактивируемым клеем, сборка кусочков панелей покрышки и камеры мяча в единую конструкцию посредством соединения тыльных сторон кусочков панелей покрышки с внешней поверхностью камеры мяча, а также соединения торцов кусочков панелей покрышки между собой, далее изделие запекается в камере нагрева, при этом камера мяча и кусочки панелей покрышки прижимаются друг к другу посредством давления, полученное изделие вынимается из камеры нагрева. Второй вариант включает вырубку кусочков панелей покрышки, причем выполняется упрочнение камеры мяча плотным кордом, смазывание торцов кусочков панелей покрышки термоактивируемым клеем, промазывание тыльной стороны кусочков панелей покрышки жидким натуральным латексом, приклеивание посредством жидкого натурального латекса и высокого давления тыльных сторон кусочков панелей покрышки к поверхности камеры мяча, корректировка совмещения торцов кусочков панелей покрышки между собой, помещение полученного изделия в камеру нагрева, склеивание торцов соседних кусочков панелей покрышки между собой посредством избыточного давления и высокой температуры, вынимание изделия из камеры нагрева. Технический результат заключается в повышенной прочности, надежности полученного изделия мяча, произведенного каждым заявленным вариантом способа производства спортивного мяча. 2 н.п. ф-лы.

1. Способ производства спортивного мяча, включающий вырубку кусочков панелей покрышки, отличающийся тем, что выполняется упрочнение камеры мяча путем осуществления равномерной обмотки камеры нейлоновой или смесовой, с содержанием хлопка до 60%, нитью, пропитанной термоактивируемым клеем; посредством равномерного оклеивания отрезками подкладочной синтетической или смесовой, с содержанием хлопка до 60%, ткани, пропитанной термоактивируемым клеем; посредством равномерной обмотки камеры нейлоновой или смесовой, с содержанием хлопка до 60%, нитью, пропитанной термоактивируемым клеем, и дальнейшее покрытие слоем бутила, промазывание внешней поверхности камеры мяча, тыльной стороны каждого кусочка панели покрышки и торцов кусочков панелей покрышки термоактивируемым клеем, сборка кусочков панелей покрышки и камеры мяча в единую конструкцию посредством соединения тыльных сторон кусочков панелей покрышки с внешней поверхностью камеры мяча, а также соединения торцов кусочков панелей покрышки между собой, далее изделие запекается в камере нагрева, выполненной в виде сферической конструкции сборочного станка, при этом камера мяча и кусочки панелей покрышки прижимаются друг к другу посредством давления в камере мяча и дальнейшего упора изделия в сферическую конструкцию сборочного станка камеры нагрева, полученное изделие вынимается из камеры нагрева.

2. Способ производства спортивного мяча, включающий вырубку кусочков панелей покрышки, отличающийся тем, что выполняется упрочнение камеры мяча путем осуществления равномерной обмотки камеры мяча нейлоновой или смесовой, с содержанием хлопка до 50%, нитью, пропитанной жидким натуральным латексом; посредством равномерного оклеивания отрезками подкладочной синтетической или смесовой, с содержанием хлопка до 50%, ткани, пропитанной жидким натуральным латексом, смазывание торцов кусочков панелей покрышки термоактивируемым клеем, промазывание тыльной стороны кусочков панелей покрышки жидким натуральным латексом, приклеивание посредством жидкого натурального латекса и высокого давления тыльных сторон кусочков панелей покрышки к поверхности камеры мяча, корректировка совмещения торцов кусочков панелей покрышки между собой, помещение полученного изделия в камеру нагрева, склеивание торцов соседних кусочков панелей покрышки между собой посредством высокой температуры и избыточного давления в камере мяча с дальнейшим упором изделия в сферическую конструкцию сборочного станка камеры нагрева, вынимание изделия из камеры нагрева.