[发明专利]羽毛球专用人造羽毛及由其制成的羽毛球

说明书

技术领域

本发明涉及一种人造羽毛，特别是涉及一种用于羽毛球的人造羽毛，本发明还涉及用该人造羽毛制成的羽毛球。

背景技术

2005年初，国际羽联提出了一揽子改革方案，其中包括用人造羽毛制球的议题。当初，最主要是出于环保的考虑，因为羽毛球是目前世界上惟一一种用动物毛发来制造的球类。现在，禽流感造成鹅鸭羽毛产量萎缩，羽毛球的造价大幅提升。另外，鹅鸭羽毛制成的羽毛球耐用性较差，消耗很大，不利于羽毛球运动的普及。国际羽联已经在积极寻求能够代替鹅鸭羽毛材料的人造球。

传统羽毛球被击打时，最容易打坏的就是羽毛，不是羽梗被打断就是羽片的羽丝被打散。天然羽毛的羽片是由一根根的羽丝紧密排列组成的，羽丝和羽丝之间的连接非常脆弱。打球时，如果羽片被球拍打中，羽丝就会散裂开，严重影响羽毛球的飞行性能。

目前已经投入使用的人造球是由塑料做成的羽毛球——主要是尼龙球，这种羽毛球的球冠是用塑料注塑成型的一个整体。塑料羽毛球的球冠分成支撑杆和羽裙两部分，其支撑杆非常软，刚度很差，羽毛球在快速飞行时会变形，飞行性能较差。而羽毛球的飞行稳定性则由其在飞行时能否产生适度的轴向旋转来决定，正常情况下，羽毛球的毛片是按顺序一片叠压着另一片的，正是这种按顺序叠压的结构，使羽毛球在飞行过种中，每片毛片都会产生相同方向的旋转力，使羽毛球绕轴向旋转，从而稳定其飞行过程。而尼龙羽毛球则由于其构造的限制，在飞行时，难以产生足够的轴向旋转力，因此飞行稳定性较差。所以这种塑料球始终停留在业余用球的水平上。据http://sports.sina.com.cn 2005年12月09日04:39都市快报消息，2005年12月3日，在澳门举行的亚洲U-16羽毛球团体赛(东亚区)中，首次采用了尼龙材质的羽毛球。但是因为上述原因，塑料羽毛球没有能够在正式比赛中得到更多地推广。

因此，如果能够制造出外形和重量上都接近鹅鸭羽毛的人造羽毛，再用这种人造羽毛代替鹅鸭羽毛制成羽毛球，就可制得飞行速度和飞行稳定性都很好的人造球。

下面几例公开的专例说明书都涉及了人造羽毛球或用于羽毛球的人造羽毛，但这些都存在不足——不是羽梗强度不够就是羽毛会超重。

1987年6月24日公开的专利说明书CN85108694中涉及一种人造羽毛是这样的：羽梗是一种皮包芯结构或夹层结构，含有加强纤维，特别是碳纤维，其余部分为塑料，羽片和羽梗的外包层是一个整体，也就是说明书中所称的塑料部分，塑料部分通过模压工艺一次性热成型。这种夹层结构很容易分层，使其抗弯性能上有所欠缺，羽梗在承受横向打击力时，极易开裂。用碳纤维增强材料制成的羽梗比较脆，在承受打击力时，极易折断。最重要的是，以模压工艺成型这种微小尺寸的产品是非常困难的，就当前的技术水平来说，要稳定地以模压工艺成型厚度低于0.2mm的完整塑料薄膜几乎是不可能的，而薄膜厚度超过0.2mm时，制成的羽片会超重。

模压工艺在生产一些塑料材质的机械配件中经常用到，这种工艺有一定的条件：就是只适用于团块状塑胶材料，而不适用于长条形制品。同时如果有内嵌件，这种内嵌件必须在承受压力的方向上有露出的头部，以便模具可以夹持。而在专利说明书CN85108694中的情况是，将用于外包层的塑料和内芯材料事先裹覆在一起，再加热使塑料裹覆层熔化而形成外包层。问题在于：在如此小的空间里如何控制塑料的流动方向？如何控制外包层或塑料夹层的厚度及其均匀性？特别是塑料被加热后，一方面希望它流动以形成羽片一方面又要保证羽梗上方的塑料不要流开而成膜包住芯部或者形成夹层的上层，如何做到？如何保证芯部材料不偏移？如何使高粘度的塑料熔体流入厚度在0.2mm以下的缝隙而形成羽片？这些都是模压工艺根本解决不了的，这已经被塑料加工工艺理论和实际经验所证明。这就意味着，羽梗和羽片必须做成各自独立的构件，以不同的工艺事先成型。

于2006年6月28日公开的专利说明书CN200520015738.1中涉及的人造羽毛是这样的：取天然羽毛的羽骨作羽梗，用塑料注射成型带有加强筋的羽翼单元(即羽片)，两者结合成为羽毛。这种人造羽毛的问题是：羽梗强度不佳；羽翼单元(羽片)会超重，羽片超重是羽毛球制作之大忌，会形成头重脚轻的毛病，严重影响飞行性能。