專利名稱：特別適于用作網(wǎng)球拍的長纖維增強(qiáng)的熱塑性框架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特別適于用作網(wǎng)球拍的纖維增強(qiáng)樹脂框架的制造。
現(xiàn)今大多數(shù)高性能網(wǎng)球拍框架是用纖維、尤其是用碳纖維增強(qiáng)的樹脂材料制成的，它們被稱為所謂石墨框架。
制備復(fù)合材料網(wǎng)球拍框架的標(biāo)準(zhǔn)方法是采用熱固性的預(yù)浸制品，這些材料可制成單向性的薄層、紡織品、或編織管。
在常規(guī)方法中，襯入了纖維的樹脂網(wǎng)球拍框架由用未固化熱固性樹脂如B階段環(huán)氧樹脂浸注的成束碳纖維構(gòu)成的多層預(yù)浸帶制成。未固化熱固性樹脂既不是液態(tài)的，也不是固態(tài)的，可形成一種非常易褶皺的、柔軟的和易成型的預(yù)浸制品。它也非常發(fā)粘，以致于各股之間相互粘著，并可纏繞起來并在模制機(jī)中被壓密實(shí)。
按該方法，薄層材料按特定角度切割，并卷制成管狀。后續(xù)的各層以不同角度取向，以增強(qiáng)框架成品的定向剛度和強(qiáng)度。通常，所說管是借助一根置于可充氣氣膽外圍的芯軸制成的，或是手卷制的，然后抽出芯軸，而仍包含著氣膽的管子被放入形如框架的模具中。在該模具中，使膽充氣，迫使該預(yù)浸管符合模具的形狀，然后熱固化并硬化。
上述方法具有的優(yōu)點(diǎn)是能生產(chǎn)高質(zhì)量網(wǎng)球拍框架，但其缺點(diǎn)是，在制成預(yù)浸品并把它裝入模具中時需要相當(dāng)大的勞動量。同時，當(dāng)使用該方法時，預(yù)制管需保存在冷的環(huán)境中。當(dāng)從模具中移出時，固化的框架也需要相當(dāng)大的手工整飾工作量。
按另一個方法，浸涂有B階環(huán)氧樹脂的增強(qiáng)纖維編成管。把一個氣膽插入管中，管子從內(nèi)壁受壓，并在一模具中按上述預(yù)浸品薄層的加工方法固化。但是，浸涂有環(huán)氧樹脂的纖維是粘性的，因而難于制成編織管并對它進(jìn)行加工操作。因此，可能需要選用那些在B階段不粘著的環(huán)氧樹脂。
還有人建議采用熱塑性而非熱固性樹脂來制造網(wǎng)球拍。但事實(shí)上，上述方法中不能采用熱塑性塑料。與室溫下可褶皺的未固化環(huán)氧樹脂預(yù)浸品對照，熱塑性預(yù)浸品將是非常堅(jiān)硬的，為了采用上述方法，因此首先需把該樹脂加熱到一個非常高的溫度，以形成管材，同時為了把管材裝入模具中，在網(wǎng)球拍成型操作中操作人員將遇到困難。同樣，熱塑性預(yù)浸品將不具有粘著性，這使得使用多層材料制成一管狀預(yù)材料坯的過程變得困難，此外，熱塑性材料在靠近熔點(diǎn)附近、開始流動前只有相對小的軟化區(qū)。即使假定該預(yù)浸品可被加熱到軟化點(diǎn)而不熔化其樹脂，也難于在加工中保持恒定的溫度。
已有多種制備的建議，并有多種網(wǎng)球拍進(jìn)入市場，它們是由纖維增強(qiáng)的熱塑性塑料注模生產(chǎn)的。但這些產(chǎn)品并非采用制備熱固性網(wǎng)球拍的方法生產(chǎn)，且并不具有同樣的纖維結(jié)構(gòu)。取而代之的是，注模熱塑性網(wǎng)球拍是采用一個樹脂與短長度纖維的混合物制成的，該混合物注入一個網(wǎng)球拍模子中。纖維被無規(guī)則分散在樹脂中，以制得各向同性的材料。這種方法具有簡化網(wǎng)球拍成型工藝的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗s了許多手工步驟。但是，注模工藝受到許多限制，因?yàn)槔w維穿過注入口，它們不能超過約1/2英寸(1英寸＝2.54cm，以下同)。因此，增強(qiáng)纖維大大短于在預(yù)浸熱固性樹脂工藝中所用纖維，與熱固性網(wǎng)球拍中較長纖維比，短纖維不能獲得同樣的強(qiáng)度和總體剛性。此外，已知的熱塑性工藝具有其纖維取向不能控制的缺點(diǎn)。
美國專利No.4，643，857認(rèn)識到了在注模熱塑性網(wǎng)球拍中纖維長度的限制，并建議采用一種擠壓工藝來生產(chǎn)網(wǎng)球拍，這樣可增長纖維長度。然而，按照該專利，它的纖維長度僅為5或6mm。這種纖維顯著短于上述熱固性工藝中所用的增強(qiáng)纖維長度。
需要制備一種熱塑性球拍框架，它含有更長的增強(qiáng)纖維，最好達(dá)到可與在已知熱固性工藝中所用纖維的長度相比的長度。同樣還需要制備一種熱塑性球拍框架，其中，纖維的取向可得到控制，以獲得一定角度的預(yù)定剛性。
本發(fā)明涉及一種熱塑性框架，尤其適于制作網(wǎng)球拍的框架，它用長纖維增強(qiáng)，按所需角度取向，并使之緊密地埋入熱塑性樹脂中。按本發(fā)明，一個網(wǎng)球拍框架具有動力剛性性能，例如它有與熱塑性樹脂網(wǎng)球拍相應(yīng)的勁擊剛性，但它也有用于碰擊和打高球的較軟回彈力。
按照本發(fā)明，通過把許多增強(qiáng)纖維摻入撓性熱塑性材料如熱塑性材料長絲或熱塑性粉末中，制成一種網(wǎng)球拍。在一優(yōu)選的實(shí)施方案中，由攙合的或共繞的熱塑性長絲與增強(qiáng)纖維構(gòu)成的絲束被編織成撓性套。多個這種套可內(nèi)部互套，把這種多層套放入網(wǎng)球拍形狀的或其它器具形狀的模具中，在套的內(nèi)部放置一個氣膽。然后閉合模具并加熱，直至熱塑性塑料熔化。同時，向氣膽加壓，使得套符合模具形狀。熱塑性塑料熔化后，冷卻模具，使熱塑性材料固化，同時維持內(nèi)部壓力，并移出固化的模制品。
在另一優(yōu)選方法中，增強(qiáng)纖維絲束用粉末形式的熱塑性塑料預(yù)浸漬。然后將該粉末預(yù)浸纖維絲束按上述方式編織并模制。
當(dāng)器具是網(wǎng)球拍時，可能需要包含多層編織套，以制成多層框架，同時需要選擇纖維在相連接的層中的取向角度。而且，為了額外增強(qiáng)，可能需要在縱向延伸的編織套之間布置增強(qiáng)纖維。最好是將這些纖維與將要熔化形成埋入基質(zhì)的熱塑性長絲或粉末結(jié)合起來。
穿繩孔可通過再熔熱塑性塑料的熱針注塑在框架的頭部形成。熱針注塑是需要的，因?yàn)榭刹徽蹟嘣鰪?qiáng)纖維而形成孔。但另一種作法是方便地采用常規(guī)的鉆孔方法。
按本發(fā)明的網(wǎng)球拍具有長纖維熱固性球拍的強(qiáng)度，同時，類似于熱固性工藝，它可對纖維取向角度進(jìn)行控制。但是，不象已知熱固性網(wǎng)球拍那樣，按本發(fā)明的網(wǎng)球拍具有動力剛性，在一熱固性網(wǎng)球拍中，樹脂固化時發(fā)生交聯(lián)。在熱塑性樹脂中并不形成交聯(lián)鏈，這樣，樹脂就具有粘彈性質(zhì)。不同于熱固性聚合物的是，粘彈性的聚合物對不同的負(fù)荷力有不同的反作用。
對網(wǎng)球拍、尤其是具有超強(qiáng)剛性框架的寬體網(wǎng)球拍而言，這是有意義的，因?yàn)閾Q用的強(qiáng)力球拍常常缺乏輕吊能力。當(dāng)打出一個大力抽殺時，熱塑性球拍能發(fā)揮更具剛性更能施加強(qiáng)力的球拍的功能，而當(dāng)輕吊或打高球時，它又能起較軟球拍的作用。
按本發(fā)明的網(wǎng)球拍或其它器具的框架具有多個其它優(yōu)點(diǎn)。纖維增強(qiáng)的熱塑性框架具有有利的耐沖擊強(qiáng)度。熱塑性樹脂具有高的預(yù)應(yīng)力失效率，因而在受到破壞前，熱塑性復(fù)合材料能承受更大的沖擊負(fù)荷。本發(fā)明的框架部件也具有所希望的減振性能，因?yàn)闊崴苄运芰媳旧砟芪照駝?。因此，本發(fā)明的長纖維熱塑性框架的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)在于，它有如熱固性框架同樣的剛性性能，同時還具有短纖維增強(qiáng)的熱塑性注模框架的耐沖擊和減振性能。本發(fā)明框架部件的另一優(yōu)點(diǎn)是，它從模具中取出時就比熱固性樹脂具有較光滑的外表面，且框架上不規(guī)則的和需整飾的表面積得以減少。同樣，相對于熱固性框架而言，這種框架的重量也可減少，因?yàn)闊崴苄詷渲ǔ＞哂休^低的密度。
參照下面對優(yōu)選的實(shí)施方案的詳細(xì)描述，并結(jié)合附圖，可更好地理解本發(fā)明。


圖1為用來制造圖2編織套的纖維和長絲混合絲束前視圖;
圖2為用來制造本發(fā)明框架的部分編織套前視圖;
圖3為圖2套沿3-3線的截面圖;
圖4為示出編織圖案一個實(shí)施例的套的斷面放大前視圖;
圖5為示出套置于模中用以制造網(wǎng)球拍的長度的前視6為本發(fā)明制成的網(wǎng)球拍框架前視圖。
圖1示出了可按本發(fā)明應(yīng)用的多股長絲絲束10，它由多根熱塑性長絲12再加上多根增強(qiáng)纖維，如碳纖維14構(gòu)成。例示實(shí)施方案中，碳纖維束為7200旦(7，200gms/9，000束長)的12K束(12，000根纖維)，而尼龍絲束12最低包括136根尼龍長絲，以達(dá)到大約4，050旦。適用于本發(fā)明的碳纖維絲絲束以及尼龍多長絲束已市售。絲束10優(yōu)選涂有大約0.5-2.0wt%的與塑料相容的漿料，以促進(jìn)后續(xù)模制期間對纖維的潤濕。
共繞的增強(qiáng)纖維絲束14和熱塑性絲束12可形成絲束10，即如圖1所示使纖維絲束和長絲絲束側(cè)面相接。還可如下述，混編纖維絲束和熱塑性長絲絲束或采用粉末預(yù)浸法。但一般來說，任何方法中要求比例為大約38wt%樹脂和62wt%增強(qiáng)纖維。
如圖2-3，多條絲束10編織成撓性管或套16。圖2和2示出了編織圖案舉例，其中絲束10以選定角度，如相對于套軸35呈大約15-30°取向。
在圖2例中，編織套16由按一個方向螺旋纏繞的16根側(cè)面相接絲束10a和反向螺旋交叉繞過絲束10a的16根交叉絲束10b構(gòu)成。從圖4所示4根交錯絲束10的適當(dāng)編織圖案例中可清楚地看出，絲束40跨過一對交叉絲束36，37后，編在了下一對交叉絲束38，39之下。這一圖案中編入了一系列依次相續(xù)的交叉絲束對(圖4中為清楚起見而略去了)。絲束41從交叉絲束36下經(jīng)過，然后躍過絲束對37，38并繼續(xù)上下穿過一系列絲束時，圖案同于絲束40，但右面交替一根絲束。同樣，絲束42，43上下經(jīng)過交叉絲束對，其中每一連續(xù)圖案中向右交替一根絲束。
給定直徑時，編織物可用一系列復(fù)合絲束以特殊角度編織。該框架可由多個不同大小如24支，28支和32支的編織物構(gòu)成，以形成多層結(jié)構(gòu)，當(dāng)向外層設(shè)置更大數(shù)量的支數(shù)時，偏織物優(yōu)選較大直徑。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，12K(12，000支長絲)碳纖維絲束與尼龍熱塑性長絲組合，以達(dá)到62wt%纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。內(nèi)編織物具有24支編織束，以25°角(相對于套軸)編織成0.562英寸直徑套。第二個28支編織物，以22°角達(dá)到0.625英寸直徑，處于內(nèi)編織物之上。在裝入外編織物前，第二編織物用軸向排列的纖維增強(qiáng)，其位置典型的是設(shè)于球拍框架的12鐘點(diǎn)位置，或繩線平面的向外表面。軸向增強(qiáng)纖維可為單向編織帶，大約25mm寬，400mm長。該單向帶可附于第二編織物上，其中用尼龍單絲螺旋卷繞第二編織物。3/4英寸直徑的32支編織物以20°角在上兩層編織物上形成外層編織物。
優(yōu)選的是，所有3層編織物均套于0.563英寸剛性芯軸上。在裝入模具之前，這會促進(jìn)適當(dāng)整體尺寸的形成。這也會有助于控制重量。
去除芯軸并將氣膽插入內(nèi)編織物以形成主管結(jié)構(gòu)。氣膽通長，每端伸出編織物5或6英寸。
上述僅為舉例，還可采用任何適宜的編織圖案。而且，不必預(yù)先編織絲束。但是，編織要制成撓性套，以便于后續(xù)步驟中操作和使用而不會散開。而且，目的是要以最終產(chǎn)品中要求的角度編排絲束，并同時保證熱塑性長絲分布在整個套中且相當(dāng)接近增強(qiáng)纖維12，以便在加熱時熱塑性物質(zhì)繞纖維流動。
圖5示出了模具底部，可用來用圖2的編織套16制造網(wǎng)球拍框架。該模具界定出連續(xù)的型腔49，從拍框架的柄端47伸過拍的頸和頭部并還在柄端47結(jié)束。為制成框架，套16長度應(yīng)沿型腔49延伸，其另一端在柄端47終止。如上述，優(yōu)選用2或3個套件相互內(nèi)裹形成多層結(jié)構(gòu)。層數(shù)取決于要求壁厚和框架重量。
在把套16(或多層套)裝入模具18中之前，將可膨脹氣膽46塞入套16中(或多層結(jié)構(gòu)時的內(nèi)層套中)，使氣膽46之另一端48伸出套的另一端。如圖5所示。撓性套16位于模45中，因此氣膽46的端部48就從模中伸出來。
頸部50可按常規(guī)方式位于模中。頸段50可為編織套的附加段，設(shè)在可膨脹泡沫芯周圍。芯應(yīng)為可承受熱塑性物料熔化所需高溫的物料，如熱膨脹泡沫制成。
在圖示例中，泡沫芯已預(yù)切，3層編織物套在芯上，如內(nèi)層24支編織物，中層28支編織物，外層32支編織物。尼龍單絲用來在裝入模中之前包裹和加固頸部。這有助于保持頸部結(jié)構(gòu)的總體尺寸。
由于熱塑性物料還未涂纖維并呈單絲狀，因此主管部件的總體積大于最終框架體積。所以必須仔細(xì)裝入和關(guān)閉模具，以避免折皺任何物料。為了促成這一點(diǎn)，優(yōu)選用全長側(cè)板代替用于熱固性法(其中用頂板，底板和兩塊內(nèi)插板)中所用內(nèi)插板。主管部分位于底板內(nèi)腔中。頸部部分位于其相應(yīng)內(nèi)腔中并且頸端繞主管部分纏繞。據(jù)此方案，頂板附到底板上。需要小心操作，以保證封閉頂板時，沿球拍框架內(nèi)表面無材料折皺。
一旦頂板附到了底板上，就向內(nèi)移側(cè)板以使物料進(jìn)入模具型腔?？赡苄枰箘挪拍苓_(dá)到這一點(diǎn)，并且重要的是側(cè)板精確地進(jìn)入在頂、底板間的空間。
將模具固定起來，這可能有利于加熱和冷卻循環(huán)中的處理。在加熱和冷卻時，模具應(yīng)保持封閉狀態(tài)，因?yàn)闊崴苄圆牧显谄滠浕c(diǎn)以上呈柔軟狀態(tài)，并且在冷卻時氣膽內(nèi)應(yīng)保持內(nèi)壓直到熱塑性材料足夠硬化為止。
一旦編織套16處于模45中，就將該模關(guān)閉并使氣膽膨脹。將模加熱到足以使熱塑性長絲12熔化的溫度，這在用尼龍時一般為大約450-500°F，而氣膽保持膨脹狀態(tài)。在制造網(wǎng)球拍時，氣膽可膨脹到大約100-500psi的內(nèi)壓。
氣膽應(yīng)由其熔點(diǎn)高于熱塑性物料熔點(diǎn)的物料制成，如用硅橡膠，聚醚醚酮(PEEK)或高熔點(diǎn)尼龍。也可用氟彈性體氣膽。除了耐高溫外，氣膽物料還應(yīng)有很好的延伸性，良好的韌性和優(yōu)異的耐撕裂性。
一旦熱塑性物料熔化，就會在碳纖維間流動，將碳纖維嵌埋在熱塑性材料之中。氣膽加壓有助于熱塑性物料流動并可保證套16與模具形狀一致。然后，將模冷卻以使熱塑性物料固化，并從模中取出框加。
加熱和冷卻循環(huán)時間僅需使熱塑性物料熔化、使熔化物料繞纖維流動并再使其固化。在例示方法中，模具在500°F下進(jìn)行40分鐘加熱周期和20分鐘的冷卻周期。但是，周期的長短取決于模具、所用溫度和壓力，并可大大縮短循環(huán)周期。
將球拍從模具中取出后，可類似于任何模制熱固性球拍的作法對它進(jìn)行處理。因此，可將未填充孔填平，球拍鉆孔和上漆并在軸上裝手柄。
根據(jù)氣膽重量，氣膽可保持或不保持在球拍框架中。0.003英寸壁厚的PEEK氣膽重大約0.8gms，可留在球拍中。硅橡膠重大約30gms，需要取出。
如圖6所示，從模具中取出的框架52包括網(wǎng)球拍常見構(gòu)型，有頭部54，頸部56，軸58，均用連續(xù)長度的編織套連同頸片50一起制成。如圖1所示，軸上裝有柄60。球拍上形成了拉繩孔，優(yōu)選用熱鉆針62。用熱針鉆孔，熱塑性物料會熔化，并形成繩孔，同時不會使增強(qiáng)碳纖維破裂。但是，用常見鉆孔法也能達(dá)到好結(jié)果。
制成的球拍框架52是用以選定交錯角取向并嵌埋在熱塑性物料中的長增強(qiáng)纖維構(gòu)成的?！伴L纖維”指長度大于1英寸，即大于用于已知注塑模制或擠出工藝的纖維長度的纖維。但是，在用增強(qiáng)纖維絲束和熱塑性纖維或粉末的優(yōu)選球拍形成方法中，增強(qiáng)纖維長度可遠(yuǎn)不止1英寸，事實(shí)上其長度可為以螺旋狀連續(xù)纏繞用來制成框架的套時需要的整個長度。
如上所述，用來制成框架的絲束10的形成方法有共繞增強(qiáng)纖維和熱塑性長絲、混繞這種纖維和長絲或粉末浸漬增強(qiáng)纖維幾種。在共繞法中，結(jié)構(gòu)纖維絲束與熱塑性長絲絲束側(cè)面相對而繞。開始并不出現(xiàn)明顯的纖維和長絲間混繞，但在模具中有強(qiáng)的固結(jié)壓力和加熱并有足夠浸潤時，熱塑性物料會流動并繞纖維而形成高強(qiáng)度框架。
制成框架的混繞方法類似于共繞法，只是纖維和熱塑性長絲在形成編織套前混繞。取一卷纖維增強(qiáng)絲束物料并將其以一定比例與熱塑性長絲結(jié)合以使纖維和長絲出現(xiàn)某些初期交替，即可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。結(jié)合絲束可繞在貯軸上以備后用。將混繞絲束置于加熱和固結(jié)壓力下，熱塑性物料將會流動而象共同纏繞纖維和長絲一樣而環(huán)繞增強(qiáng)纖維。但是，應(yīng)用混繞絲束可促使混合更好地進(jìn)行并達(dá)到更好的潤濕作用，因此在某些應(yīng)用情況下為優(yōu)選。
在粉末預(yù)浸法中，增強(qiáng)纖維絲束如7200旦碳纖維12K絲束導(dǎo)送過細(xì)粉態(tài)熱塑性物料的流化床。在浸入流化床之前，絲束中纖維足夠散開以使熱塑性物料緊密嵌埋在纖維絲束中。在用熱塑性粉浸漬之后，纖維絲束必要時可卷成例如大約0.001英尺厚的熱塑性物料外皮，以便于粉末夾持在絲束中。粉末預(yù)浸的絲束然后按上述進(jìn)行編織并加工?？捎糜跓崴苄苑勰┮约盁崴苄园馄げ牧喜僮鞯牧骰惭b置已市售，并且可采用任何適宜的體系。
優(yōu)選的是，編織套預(yù)制成后存于輥上。然后，在制造網(wǎng)球拍或其它器具時，從輥上取下帶狀套并切割后，將它放入類似于熱固性預(yù)浸材料所用的模中。需要應(yīng)用編織物，因?yàn)榫幙椢锸亲猿中缘牟⑶依w維可保持在編織物中合適位置。在制造網(wǎng)球拍時，優(yōu)選相互重疊放置兩或三件管狀編織物，這取決于每一編織物的密度，從而可達(dá)到要求的壁厚和框架部件重量。在模具內(nèi)，膨脹的氣膽除了使產(chǎn)品符合模的形狀之外，還使多層密實(shí)。受熱樹脂一旦達(dá)到熔點(diǎn)以上，就開始流動且浸潤所有的增強(qiáng)纖維。維持內(nèi)壓，就可使復(fù)合材料密實(shí)固結(jié)。
上述實(shí)例用了碳纖維作增強(qiáng)纖維。但是，也可采用常用于熱固性球拍的任何增強(qiáng)纖維以及其它任何增強(qiáng)纖維，其中包括玻璃纖維，Kevlar，Boron和陶瓷。所用纖維應(yīng)涂熱塑性漿料(涂料)，該漿料可與熔融的熱塑性樹脂的潤濕作用相匹配，為的是改進(jìn)共繞或混繞絲束的處理效果并增強(qiáng)潤濕。
本發(fā)明可用各種熱塑性材料，尼龍6熔點(diǎn)低，流動性好且韌性好，所以是首選的，而且該材料易得并可制成長絲或粉狀。但是，也可用其它熱塑性材料，如尼龍6/6，尼龍11，尼龍12，尼龍6/12，聚酯，聚碳酸酯，聚丙烯，ABC，聚乙烯或聚醚醚酮(REEK)。
上述為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案。在不偏離上述本發(fā)明構(gòu)思情況下，本專業(yè)人員當(dāng)然還可對上述組合情形和方法作出各種改進(jìn)和修正。例如，雖然在制備本發(fā)明的纖維和熱塑性物料的混合撓性絲束時，優(yōu)選考慮了共繞法，混繞法和粉末浸漬法，但也可用其它合適的方法。應(yīng)注意到，所有這類改進(jìn)和修正均屬于本發(fā)明下述權(quán)利要求限定的受保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.由下面方法制得的運(yùn)動器具框架使許多長增強(qiáng)纖維與干的、撓性形態(tài)的熱塑性材料摻合，以形成撓性的絲束；由至少一股摻合的纖維和熱塑性塑料絲束制成撓性套，其中，纖維按至少一個選定的角度取向；把該套放入具有一種運(yùn)動器具形狀的模具中；把套加熱到熱塑性塑料的熔點(diǎn)以上的溫度，同時向套加壓，使得熱塑性塑料在纖維間流動，使套符合模具的形狀；且在維持內(nèi)壓時，冷卻該套以使熱塑性材料固化。
2.制備一種框架的方法，包括以下步驟使許多長增強(qiáng)纖維與干的、撓性形態(tài)的熱塑性材料摻合，形成撓性絲束;由至少一股摻合的纖維和熱塑性塑料絲束制成撓性套，其中，纖維按至少一個選定的角度取向;把該套裝入具有一種運(yùn)動器具形狀的模具中;使該套加熱到熱塑性塑料的熔點(diǎn)以上的溫度，同時從套內(nèi)側(cè)向它加壓，以使熱塑性塑料在纖維間流動，使套符合模具的形狀;且在維持內(nèi)側(cè)施壓時，冷卻該套以固化熱塑性材料。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中的熱塑性材料是許多撓性熱塑性長絲;其中的纖維和長絲被摻合起來，形成至少一股絲束;其中的套是由所說至少一股絲束形成的。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其中的套是將至少一股絲束編織而成的。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其中的纖維和長絲共繞形成所說絲束。
6.按照權(quán)利要求4的方法，其中的纖維和長絲摻和在一起，形成所說絲束。
7.按照權(quán)利要求2的方法，其中的熱塑性材料是粉末狀的;其中的纖維浸入熱塑性粉末的流化床中，以形成粉末預(yù)浸的纖維絲束;其中，用至少一股粉末預(yù)浸的纖維絲束來制成套。
8.按照權(quán)利要求7的方法，其中的套是用至少一股絲束編織而成的。
9.按照權(quán)利要求2的方法，其中的套是由至少一股螺旋地纏繞的絲束制成的。
10.按照權(quán)利要求9的方法，其中所說的套包括至少一股交叉絲束，它螺旋地反向纏繞著所說的一股絲束。
11.按照權(quán)利要求10的方法，包括以下步驟形成第二個套，該套包含一股螺旋纏繞的絲束和交叉絲束;在把套裝入模具之前把所說各套相互內(nèi)套，借此形成一種多層框架。
12.按照權(quán)利要求11的方法，其中，形成一個套的各絲束以不同于形成第二個套的相應(yīng)絲束的一個角度纏繞。
13.一種用于網(wǎng)球和其它運(yùn)動項(xiàng)目的運(yùn)動球拍，包括一個帶有用于系繩的頭部的框架、一個桿軸、一對聯(lián)結(jié)頭部和桿軸的頸狀部;其中，頭部、頸部和桿軸由嵌入熱塑性樹脂的許多長增強(qiáng)纖維所形成的一種外廓連續(xù)的部件構(gòu)成。
14.按照權(quán)利要求13的運(yùn)動球拍，其中，外廓連續(xù)的部件是中空的，且有一個中心軸;其中，外廓連續(xù)的部件由至少一股纖維絲束(該絲束由許多長增強(qiáng)纖維形成)構(gòu)成;其中，第一個纖維絲束按相對于所說中心軸的一個預(yù)定角取向，使它螺旋地纏繞住所說外廓。
15.按照權(quán)利要求14的運(yùn)動球拍，其中，第二個纖維絲束按相對于所說軸的第二個預(yù)定角取向，使它以與第一個纖維絲束相反的方向螺旋地纏繞住外廓。
16.按照權(quán)利要求15的運(yùn)動球拍，其中，第一和第二個纖維絲束構(gòu)成第一纖維層;其中，外廓中包括至少一個另外的、由第三和第四個纖維絲束形成的纖維層;其中，第三和第四個纖維絲束按預(yù)定角取向，使它們反向螺旋地纏繞住外廓。
17.按照權(quán)利要求16的運(yùn)動球拍，其中，第三和第四個纖維絲束按不同于相關(guān)的第一和第二纖維絲束的角度取向。
18.按照權(quán)利要求17的運(yùn)動球拍，其中，外廓包含了至少一束排布在第一和第二層之間的、軸向延伸的增強(qiáng)纖維。
19.一種運(yùn)動器具框架，它是由按選定角度嵌入熱塑性樹脂的許多長增強(qiáng)纖維形成的外廓連續(xù)的部件制成的。
20.按照權(quán)利要求19的運(yùn)動器具，其中，外廓連續(xù)的部件是中空的且有一個中心軸;外廓連續(xù)的部件由至少一股由許多長增強(qiáng)纖維形成的纖維絲束構(gòu)成;第一纖維絲束按相對于所說中心軸的預(yù)定角度取向，使它螺旋地纏繞住外廓。
全文摘要
由碳纖維或其它增強(qiáng)材料形成的一種用于制作網(wǎng)球拍或其它器具的長纖維熱塑性框架，所說增強(qiáng)材料按所需角度取向并緊密嵌入熱塑性樹脂中。本發(fā)明框架具有長纖維熱固性框架的強(qiáng)度和剛性，但不同于熱固性框架的是，由于具有熱塑性樹脂的粘彈性，本發(fā)明的框架具有動力剛性。
文檔編號B29C43/18GK1063638SQ9210044
公開日1992年8月19日 申請日期1992年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月24日
發(fā)明者S·J·戴威斯 申請人:普林斯制造有限公司