專利名稱：一種含有陶瓷材料的乒乓球拍底板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種含有陶瓷材料的乒乓球拍及其制造方法。
背景技術(shù)：
普通的乒乓球拍由木片單板在平面上覆膠粘結(jié)膠合制成，所用單板的不同樹(shù)材和厚度形成不同的乒乓球拍底板結(jié)構(gòu)，決定了球板的性能指標(biāo)，包括彈性、球速、旋轉(zhuǎn)、控制、單位重量、厚度等參數(shù)。直徑40mm的乒乓大球自2000年10月起使用替代原38mm小球后，導(dǎo)致乒乓球的運(yùn)行速度和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速銳減。
以傳統(tǒng)木材單片膠合結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作的乒乓球拍底板，在速度、彈性和旋轉(zhuǎn)等性能上不可能克服大球帶來(lái)的對(duì)乒乓球技戰(zhàn)術(shù)的負(fù)面影響。
現(xiàn)乒乓球拍行業(yè)的普遍方法是盡量加入常規(guī)復(fù)合纖維和金屬，使用一般的直接平面膠合工藝，以提高底板的硬度和彈性模量，例如碳素、玻璃纖維、芳基纖維和鈦，來(lái)彌補(bǔ)大球帶來(lái)的速度和旋轉(zhuǎn)的損失，但本身存在許多缺陷使這些底板的性能受到很大限制1.合成纖維與木材單片的單純平面膠合，只能使用合成纖維的薄面性能，其性能受厚度的限制，難以充分發(fā)揮合成纖維的高強(qiáng)高模功效；2.常規(guī)膠合層的老化蛻化使復(fù)合纖維與木材單板的膠合強(qiáng)度下降，不能充分利用復(fù)合纖維的強(qiáng)度和模量等性能；3.而且使用量受到國(guó)際乒乓球聯(lián)合會(huì)和乒乓球拍國(guó)標(biāo)的限制所有木材基體需占底板的85％，合成纖維和金屬等總厚度不能超出15％和0.35mm。
4.合成纖維的常規(guī)膠合，尤其是使用織物纖維，增加了球板的重量，卻難以提高乒乓球拍的綜合性能；5.單純追求硬度和彈性導(dǎo)致控球、旋轉(zhuǎn)和弧圈性能的下降，引起擊球發(fā)震影響對(duì)球的手感和技術(shù)發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服以上多層木材膠合板和普通碳素等復(fù)合纖維膠合板結(jié)構(gòu)的限制和不足之處，提供一種含有陶瓷材料的乒乓球拍底板及其制造方法，具有增強(qiáng)擊球最優(yōu)區(qū)域(甜點(diǎn))，減震耐熱沖擊性，增韌耐磨損及板邊保護(hù)，耐腐耐候性，高模量強(qiáng)度和控制韌性，控制底板重量并使之具有彈性速度和韌性控制加轉(zhuǎn)的綜合優(yōu)異性能。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是在乒乓球拍底板板坯膠合層的樹(shù)脂膠中加入陶瓷材料，所說(shuō)的陶瓷纖維為陶瓷晶須或陶瓷短切纖維；或陶瓷纖維直接作為復(fù)合纖維層；或者在板坯膠合層的樹(shù)脂膠中加入陶瓷纖維，陶瓷纖維直接作為復(fù)合纖維層；陶瓷纖維在樹(shù)脂膠中所占的重量百分比為10-35％。所說(shuō)陶瓷纖維包括氮化硅、氮化硼(白色石墨)、硼、硅酸鋁、氧化鋁、(含鈦)碳化硅、玻璃、碳(石墨)或其混合物陶瓷纖維。
本發(fā)明所提供的含有陶瓷材料的乒乓球拍底板的制造方法為在膠合層的樹(shù)脂膠中加入一定比例的陶瓷纖維，與固化劑和添加劑攪拌均勻形成陶瓷樹(shù)脂復(fù)合膠，把復(fù)合膠涂覆在待膠合的單板間，或在單板與復(fù)合纖維層間或其它結(jié)構(gòu)中進(jìn)行覆膠，經(jīng)過(guò)加熱加壓膨化固化制成含有陶瓷材料的乒乓球拍底板。
本發(fā)明將陶瓷復(fù)合材料用于各種乒乓球拍底板板坯結(jié)構(gòu)中，使乒乓球拍底板具有前所未有的特異性能和特征，表現(xiàn)在1.增強(qiáng)擊球最優(yōu)區(qū)域(“甜點(diǎn)”范圍)，陶瓷樹(shù)脂過(guò)度復(fù)合膠合層結(jié)合陶瓷復(fù)合纖維層，其特異韌性使材性更加均勻，靠近板邊緣的板面與中心位置的彈性模量與擊球揉曲度保持相近，使球拍內(nèi)外點(diǎn)的擊球速度和控制手感趨向一致。
2.耐熱沖擊性和減震效果，陶瓷材料作為一種耐高溫和耐熱穩(wěn)定的材料，在長(zhǎng)期擊球受力，能保持形狀和性能穩(wěn)定，避免疲勞變形和性能退化。
3.增韌耐磨損起板邊保護(hù)作用，陶瓷樹(shù)脂過(guò)度復(fù)合膠合層和陶瓷復(fù)合纖維層具有比普通復(fù)合材料更優(yōu)異的韌性和耐磨性，當(dāng)球拍使用時(shí)撞擊其它物體時(shí)，不會(huì)象普通膠合板或普通碳素板的過(guò)硬發(fā)脆，而容易產(chǎn)生板邊崩裂磨損，起到保護(hù)底板板坯的作用。
4.耐腐耐候性，耐溫和耐熱穩(wěn)定性的陶瓷纖維組成陶瓷樹(shù)脂過(guò)度復(fù)合膠合層，以及直接作為膠合纖維層，使底板具有優(yōu)越的穩(wěn)定性能。
5.高模量強(qiáng)度結(jié)合優(yōu)異的控制韌性，使之具有彈性速度和韌性控制加轉(zhuǎn)的綜合優(yōu)異性能。
6.陶瓷纖維比重小，很薄的纖維層與更薄的陶瓷樹(shù)脂過(guò)度復(fù)合膠合層組合產(chǎn)生比其它厚纖維膠合層更好的底板性能，因此陶瓷材料是底板在優(yōu)異綜合性能下，保持重量輕的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明在木材單板膠合板間的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明在使用復(fù)合纖維的單板膠合板結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明在層板(ZL00257302.4)和塑合層板(專利申請(qǐng)?zhí)?1138621.5)中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明的在立體膠合板(ZL01232124.9)中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明的在復(fù)合纖維層板(ZL01274752.1)中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明的在三維立體復(fù)合纖維層板(ZL01274753.X)中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
其中 1.木材單板 2..樹(shù)脂膠 3.陶瓷晶須或陶瓷短切纖維4.陶瓷樹(shù)脂過(guò)度復(fù)合膠合層 5.復(fù)合纖維層(陶瓷、碳素、芳綸等)6.立體結(jié)構(gòu)木質(zhì)部分具體實(shí)施方式
在膠合層的樹(shù)脂膠2中加入重量百分比為10-35％的陶瓷晶須或陶瓷短切纖維3，主要為硅酸鋁、氮化硅、氮化硼(白色石墨)、硼、氧化鋁以及其混合化合物陶瓷纖維，與固化劑和添加劑攪拌均勻形成陶瓷樹(shù)脂復(fù)合膠，把復(fù)合膠涂覆在待膠合的木材單板1間，或在木材單板1與復(fù)合纖維層5間進(jìn)行覆膠形成陶瓷樹(shù)脂過(guò)度復(fù)合膠合層4，經(jīng)過(guò)加熱加壓膨化固化得到含有陶瓷材料的乒乓球拍底板。
附圖表明本發(fā)明在各種結(jié)構(gòu)的乒乓球拍底板應(yīng)用的實(shí)施例。
圖1和圖2中，復(fù)合膠固化后的膠層實(shí)際成為一層以樹(shù)脂聚合物為基體的很薄的復(fù)合纖維膠合層，不但起了單板間的膠合強(qiáng)度作用，而且本身成為一種新型復(fù)合纖維膠合層，在木材單板與復(fù)合纖維層的膠合時(shí)，實(shí)際上成為兩種不同材性材料的過(guò)度層，這種陶瓷樹(shù)脂復(fù)合過(guò)度膠層與復(fù)合纖維材料(陶瓷、碳素、芳綸等)相結(jié)合，產(chǎn)生交互作用，產(chǎn)生比復(fù)合纖維材料和過(guò)度膠合層更好的高強(qiáng)高模的力學(xué)性能，因此很薄的復(fù)合纖維層和更薄的膠合復(fù)合過(guò)度層，結(jié)合它們之間的交互作用，就能產(chǎn)生等效于更厚的單純復(fù)合纖維的高模量高強(qiáng)度力學(xué)性能，在不超出國(guó)際乒聯(lián)對(duì)復(fù)合材料厚度規(guī)定時(shí)，形成比普通復(fù)合材料底板板坯更好彈性和球速的板坯結(jié)構(gòu)。
陶瓷樹(shù)脂過(guò)度復(fù)合膠合層直接形成的膠層，由于陶瓷纖維與樹(shù)脂纖維的互相結(jié)合，分子間通過(guò)化合鍵交聯(lián)鏈接，形成特殊的韌性和強(qiáng)度，不退化老化和脆裂，避免傳統(tǒng)膠合層的缺陷和對(duì)復(fù)合纖維的使用限制和性能衰減。
圖3在乒乓球拍底板層板(ZL00257302.4)或塑合層板(ZL01138621.5)中應(yīng)用陶瓷樹(shù)脂過(guò)度復(fù)合膠合層，液態(tài)樹(shù)脂在木材單片表面，或滲透到木材細(xì)胞纖維經(jīng)特定工藝形成木質(zhì)改性的滲漬塑合層板時(shí)，單板間的復(fù)合陶瓷樹(shù)脂使膠合層的模量強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能提高一個(gè)層次，使層板組成的底板具有更優(yōu)良的彈性控制綜合性能。
圖4陶瓷樹(shù)脂過(guò)度復(fù)合膠合層和陶瓷纖維應(yīng)用在立體膠合板(ZL01232124.9)結(jié)構(gòu)中，在立體三維膠合層中使用，使立體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和底板特性更上一層，避免任何膠層退化老化和脆裂，使立體結(jié)構(gòu)的彈性速度和韌性控球加轉(zhuǎn)性能更為優(yōu)異和耐久，其中陶瓷樹(shù)脂過(guò)度復(fù)合膠合層全部應(yīng)用在平面和垂直膠合面上，而陶瓷纖維層應(yīng)用可分別或同時(shí)在平面或垂直膠合層上，在垂直膠合面上使用的復(fù)合纖維材料可以是碳素、芳綸、玻璃纖維和鈦等一般復(fù)合材料。
圖5在復(fù)合層板(ZL01274752.1))和圖6三維立體復(fù)合層板(ZL01274753.x)中應(yīng)用陶瓷樹(shù)脂過(guò)度復(fù)合膠合層，并以陶瓷纖維直接作為復(fù)合纖維層，形成新型復(fù)合纖維層板，其綜合模量彈性和韌度控制性能比一般復(fù)合纖維(如碳素、鈦和芳基)的復(fù)合層板更加優(yōu)異。
權(quán)利要求
1.一種含有陶瓷材料的乒乓球拍底板，其特征在于在板坯膠合層的樹(shù)脂膠中加入陶瓷纖維。
2.一種含有陶瓷材料的乒乓球拍底板，其特征在于陶瓷纖維直接作為復(fù)合纖維層，與木材單板膠合。
3.一種含有陶瓷材料的乒乓球拍底板，其特征在于板坯膠合層的樹(shù)脂膠中加入陶瓷纖維，陶瓷纖維直接作為復(fù)合纖維層，與木材單板膠合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的乒乓球拍底板，其特征在于所說(shuō)的陶瓷纖維為陶瓷晶須或陶瓷短切纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的乒乓球拍底板，其特征在于陶瓷纖維在樹(shù)脂膠中的重量百分比為10-35％。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的乒乓球拍底板，其特征在于所說(shuō)的陶瓷纖維包括氮化硅、氮化硼、硼、硅酸鋁、氧化鋁、含鈦碳化硅、玻璃、碳或其混合物陶瓷纖維。
7.一種權(quán)利要求1、2和3所述的乒乓球拍底板的制造方法，其特征在于該制造方法為在膠合層的樹(shù)脂膠中加入一定比例的陶瓷纖維，與固化劑和添加劑攪拌均勻形成陶瓷樹(shù)脂復(fù)合膠，把復(fù)合膠在待膠合的單板間，或在單板與復(fù)合纖維層間或其它結(jié)構(gòu)中進(jìn)行覆膠，經(jīng)過(guò)加熱加壓膨化固化制成含有陶瓷材料的乒乓球拍底板。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種含有陶瓷材料的乒乓球拍及其制造方法。本發(fā)明在乒乓球拍底板板坯膠合層的樹(shù)脂膠中加入陶瓷材料，所說(shuō)的陶瓷纖維為陶瓷晶須或陶瓷短切纖維；或陶瓷纖維直接作為復(fù)合纖維層；或者在板坯膠合層的樹(shù)脂膠中加入陶瓷纖維，陶瓷纖維直接作為復(fù)合纖維層；陶瓷纖維在樹(shù)脂膠中所占的重量百分比為10－35％。本發(fā)明克服了多層木材膠合板和普通碳素等復(fù)合纖維膠合板結(jié)構(gòu)的限制和不足之處，提供的含有陶瓷材料的乒乓球拍底板，具有增強(qiáng)擊球最優(yōu)區(qū)域(甜點(diǎn))，減震耐熱沖擊性，增韌耐磨損及板邊保護(hù)，耐腐耐候性，高模量強(qiáng)度和控制韌性，控制底板重量并使之具有彈性速度和韌性控制加轉(zhuǎn)的綜合優(yōu)異性能。
文檔編號(hào)C08K7/02GK1398655SQ02129198
公開(kāi)日2003年2月26日 申請(qǐng)日期2002年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月20日
發(fā)明者張建平 申請(qǐng)人:張建平