一種人工羽毛及由其制備的羽毛球的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種人工羽毛及由其制備的羽毛球，所述人工羽毛包括羽片和羽梗，所述羽梗內均勻設有空心微珠。本發(fā)明不僅有效地解決了現(xiàn)有技術中人工羽毛的羽梗超重的問題，且提高了羽梗的力學性能。
【專利說明】—種人工羽毛及由其制備的羽毛球
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人工羽毛及由其制備的羽毛球。
【背景技術】
[0002]采用人工材料代替天然鵝鴨羽毛來制作羽毛球是產業(yè)界和羽毛球運動界的一個目標。因為鵝鴨毛羽毛球的耐打性太差，導致運動員頻頻換球，使打球成本大大提高；同時鵝鴨毛羽毛球生產工藝繁雜、材料本身的成本也較高。但是，這種材料替換所隱藏的技術困難決非一般人所能想象。產業(yè)界開展相關的研究工作已經超過50年，但到目前為止，還沒有任何一種人工材料代替鵝鴨毛制成的羽毛球在綜合性能上達到優(yōu)質鵝鴨毛羽毛球的水平。現(xiàn)有塑料羽毛球的綜合性能根本滿足不了水平稍好的業(yè)余選手的技術要求，更是被專業(yè)運動員所遺棄。直到2007年，才開始出現(xiàn)具有實用價值的羽毛球專用仿真羽毛(或稱仿真羽毛);到2009年底，才有采用仿真羽毛制成的羽毛球上市。但這種采用仿真羽毛制成的羽毛球仍然存在羽毛頭部超重、羽片易開裂等問題，還是沒有完全達到優(yōu)質鵝毛球的水準。
[0003]羽毛球是一項對球品的技術細膩度要求非常高的產品。運動員在長期的練習和比賽中，已經培養(yǎng)出了非常細膩的擊打體驗。這種擊打體驗以優(yōu)質的天然鵝毛球為基礎，包括重量、球速、旋轉、高遠球飛行軌道、放小球的穩(wěn)定性、搓球翻滾、擊球手感、擊球聲音、落點準確度等等。人工材料羽毛球就是要在這些因素上盡最大可能的接近優(yōu)質天然鵝毛球。
[0004]影響羽毛球綜合性能的，至少有以下七大要素:重量、重量分布、重心位置、球體支撐強度、正面風阻力(或稱軸向風阻力)、繞軸風阻力和抗擊打耐力。相應地就產生三大技術難關:材料關、結構關和工藝關。這七大要素和三大技術難關的任何一項不能達標，羽毛球就不能被運動員所接受，也就難以在商業(yè)上取得成功。因此在考核一種羽毛球新技術是否實用時，要從上述七大要素三大難關進行綜合評判。換句話說:小小的羽毛球實際上是一個系統(tǒng)工程，包含了多個子系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)之間緊密關聯(lián)，相互影響，任何一個子系統(tǒng)的微小調整都會帶動全系統(tǒng)綜合性能的改變。從檢索到的跨度超過60年的專利說明書來看，絕大部分是針對某一子系統(tǒng)的單獨改造。截止到2007年，市場上除了鵝鴨羽毛球和性能有缺陷的塑料羽毛球之外沒有任何具實用價值的新型羽毛球出現(xiàn)。
[0005]其中重量、重量分布和旋轉是目前球體材料人工化過程中最難解決的要素。現(xiàn)有的塑料羽毛球和仿真羽毛的球裙部分大都超重。羽毛球的重心最好落在球頭和球體連接部附近。如果裙部太重，重心上移，羽毛球極易翻滾，而越靠近羽毛球裙部頂端位置，對超重的敏感度就越大，因為這個位置的力矩最大；如果裙部過輕，重心過于下移，則球頭下墜，也影響性能。
[0006]羽毛球對重量的變化非常敏感，其敏感度達到0.1克數量級，也就是說在一些關鍵部位，只要0.1克的重量改變就會引起羽毛球整體性能的重大變化。而對于單片羽毛的來說，對重量的敏感度則達到了 0.01克，也就是說，每片羽毛如果增加0.01克，則整球裙部將至少增加0.15克，這樣的重量改變將嚴重破壞羽毛球的飛行性能。而羽毛對重量的敏感區(qū)又可以進一步分為兩個區(qū)域:羽片區(qū)和羽根區(qū)，羽片區(qū)包括了羽片本體和羽梗的上半截(和羽片本體接觸部分)；羽根區(qū)就是羽梗的下半截。羽片區(qū)是整個羽毛球中對重量要求最為苛刻的區(qū)域。從工程技術上來講，羽毛球裙部(一般由十幾片羽片構成)的重量越輕越好，因為在保證羽毛球球體有足夠支撐強度的前提下把產品做得更輕是一個高難的技術問題，而掌握了超輕的裙部制造技術后，再進行配重則是很容易解決的。要減輕羽片區(qū)的重量可以分別從羽片本體和羽梗上半截著手。有些人工材料羽毛球為了減重，就把球裙支桿(或羽梗)做得很細、球裙(或羽片)做得很薄。重量是達標了，但強度不夠了。一般羽毛球用標準鵝鴨羽毛的單根重量在0.09g?0.12g之間，其中羽片區(qū)大約在0.05克，如果羽片區(qū)超過
0.07克，就會影響整球性能，除非采用15根羽毛制球。而即便采用15根羽毛制球，羽片區(qū)的重量也不能超過0.075克——整個球裙重量最好不超過1.10克。
[0007]羽毛球是否能穩(wěn)定旋轉是非常關鍵的。繞軸風阻力就是用來推動羽毛球繞軸旋轉的。羽毛球飛行時繞軸旋轉不但可以穩(wěn)定其飛行過程，而且能有效消耗部分飛行動能，在羽毛球被大力扣殺時，有一定的減速作用，使其飛行速度更符合運動的要求。
[0008]歸結到一點:人工材料羽毛球的真正核心就是球裙部分的重量問題，只要球裙的重量問題解決了，其它問題就有了解決的基礎。具體到仿真羽毛上就是解決羽片區(qū)部分的重量問題?？梢哉f，在保證強度的前提下，對羽片部分每一豪克的減重都是寶貴的。
[0009]另外，影響羽毛球飛行性能還有一個不被人注意的、細微的、但又很關鍵的因素:風阻力突變現(xiàn)象一如果球裙支撐桿太軟，則羽毛球裙部在被大力擊打瞬間會出現(xiàn)劇烈變形，隨即又恢復正常，在這一縮一張的過程，風阻力產生劇烈變化，使羽毛球飛行速度產生瞬間突變，運動員也許不能直接感覺到這種速度的變化，但可以明顯體會到羽毛球的飛行和標準羽毛球是有區(qū)別的一出球感覺會變得怪異、落點會不準確。
[0010]所以說，人工材料羽毛球的開發(fā)永遠面臨七大要素、三大難關的互相制約，只考慮某一方面的性能是不行的。
[0011]目前已經實現(xiàn)產業(yè)化的仿真羽毛是采用特種尼龍來制作羽梗。其它的工程塑料也基本都可以用來制作這種仿真羽毛的羽梗，比如下面所列的工程塑料及以其為基礎的改性塑料或合金塑料都可以用來制作這種仿真羽毛的羽梗:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚苯乙烯(PS)，聚酰亞胺(PA)系列，不飽和聚酯(UP)，環(huán)氧樹脂(EP)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，增強聚乙烯(PE)，聚甲醛(Ρ0Μ)，增強聚丙烯(PP)，聚碳酸酯(PC)，聚苯醚(PPO)及改性聚苯醚，聚酰亞胺(PI)，聚砜(PSU)，聚苯硫醚(PPS)，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚酰胺酰亞胺(PAI )，聚醚砜(PES)，聚醚醚酮(PEEK)，聚醚酰亞胺(PEI)，聚砜(PSF)，聚芳砜(PAS)，聚醚酮(PEK)，聚芳酯(PAR)，聚苯并咪唑(PBI)等。PA、PS、ABS、PP等都可以和上述各種工程塑料制成合金塑料，這些合金塑料也是制作仿真羽毛羽梗的良好材料。
[0012]但這些工程塑料制成的羽梗仍然存在超重問題，目前實際應用的人工材料羽梗單根重量都達到了 0.12克以上，再加上羽片就超過了 0.15克，所以往往采用15根羽毛來制球(標準為16根)。但如果以減小羽梗的粗度來降低重量，則其強度又不夠了。

【發(fā)明內容】

[0013]本發(fā)明的目的是提供一種人工羽毛及由其制備的羽毛球。
[0014]為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是:[0015]一種人工羽毛，包括羽片和羽梗，所述羽梗內均勻設有空心微珠。
[0016]采用上述技術方案有效地減輕了羽梗的重量，可通過調整空心微珠的含量來調整羽梗的重量，從而使羽梗的重量達到所需。
[0017]為了能方便地調整羽梗的重量，且能滿足空心微珠的強度要求，所述空心微珠的壁厚為其外徑的16-20%。所述空心微珠的堆密度不大于0.3g/cm3。
[0018]為了使所得羽毛有良好性能，所述空心微珠的質量為羽梗質量的4_6%。所述羽梗的長為75-76mm，寬度為2.0-2.6mm,厚為0.4-0.7mm。所述羽梗的橫截面呈“十”字狀。
[0019]羽梗的質量指羽梗包括空心微珠質量的總質量。
[0020]由上述的人工羽毛制備的羽毛球。包括15-16根人工羽毛。
[0021]本發(fā)明不僅有效地解決了現(xiàn)有技術中人工羽毛的羽梗超重的問題，且提高了羽梗的力學性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明羽毛結構示意圖。
[0023]圖2為圖1中A處放大示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實施例進一步闡明本發(fā)明的內容，但本發(fā)明的內容不僅僅局限于下面的實施例。
[0025]如圖1所示的人工羽毛，包括羽片I和羽梗2，所述羽梗2內均勻設有空心微珠3?？招奈⒅?壁厚為其外徑的16-20%，堆密度不大于0.3g/cm3,空心微珠的質量為羽梗質量的4-6%。羽梗的長為76mm，厚為0.6mm。所述羽梗的橫截面呈“十”字狀。所得羽梗的重為
0.Hg。由16跟人工羽毛制備成的羽毛球不僅不超重且有良好的使用性能。
【權利要求】
1.一種人工羽毛，包括羽片和羽梗，其特征在于:所述羽梗內均勻設有空心微珠。
2.如權利要求1所述的人工羽毛，其特征在于:所述空心微珠的壁厚為其外徑的I6-20%ο
3.如權利要求1或2所述的人工羽毛，其特征在于:所述空心微珠的質量為羽梗質量的 4-6%。
4.如權利要求1或2所述的人工羽毛，其特征在于:所述空心微珠的堆密度不大于0.3g/cm3。
5.如權利要求1或2所述的人工羽毛，其特征在于:所述羽梗的長為75-76mm，寬為2.0-2.6mm,厚為 0.4-0.7mm。
6.如權利要求1或2所述的人工羽毛，其特征在于:所述羽梗的橫截面呈“十”字狀。
7.由權利要求1至6任意一項所述的人工羽毛制備的羽毛球。
8.如權利要求7所述的羽毛球，其特征在于:包括15-16根人工羽毛。
【文檔編號】A63B67/18GK103657026SQ201210364220
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月26日 優(yōu)先權日:2012年9月26日
【發(fā)明者】張文廣 申請人:溧陽百事達體育用品制造有限公司, 張文廣