球类比赛用球及其生产方法 本发明涉及诸如足球这样的球类运动用球，特别涉及球类运动用的缝合结构球，及其生产方法。
直至今天，在诸如足球，手球，排球和运动场球这样的气密结构的球类运动用球中，许多皮革块的边缘在内部被折叠，被折叠部份用线缝合，在整体形成一个球形皮革外壳层，然后将一个橡胶球胆装在该皮革外壳层中，这就是已知的缝合结构的球类运动用球(或已知为缝合球)(例如，日本未审实用新型项目No.136660/1990)。
图1至图3是缝合结构足球的一个例子，在足球中，20块六角形皮革块2，2…和12块五角形皮革块3，3…边缘对边缘地用线4缝合在一起形成一个皮革外壳层5，一个诸如乳胶橡胶和丁基橡胶这样透气性小的空心弹性橡胶球胆6装在中间。用压缩空气通过气门(未表示)将球胆6吹胀。
皮革块2，2…，3，3…，采用天然皮革或人造皮革。通常，在皮革块2，3的背面，用乳胶或其它粘结剂将2至4层棉织物或聚酯和棉的混合织物粘合形成一层增强织物7，该增强织物层在以下解释中是包括在皮革块2，3之中。
如图3所示，在皮革块2，2…，3，3…的周边有许多针眼8，线4穿过这些针眼8，8…，将两块皮革块缝合在一起。线4可采用聚酯线，棉线，麻线，尼龙线或其它类似的线。
还已知一种高收缩率的聚酯纤维，通过热处理它可收缩百分之二十(例如，日本已审专利项目No.40170/1976)。该项目公布一种生产高收缩率聚酯纤维的方法，它是将聚乙烯对苯二酸盐未拔丝纤维在60至70℃的温水浴槽中拔长2.5至2.9倍，拔丝后冷却至40℃或低于40℃，放入卷曲机进行卷曲，卷曲后在45℃或低于45℃时干燥，声称，在70℃的温水浴槽中，这样的高收缩率聚酯纤维可收缩30％或更多。此外，在日本已审专利项目No.40171/1976和43931/1977中公布了高收缩率聚酯收缩纱线。另一方面，已知采用吸水处理，潮收缩聚乙烯醇纤维可收缩百分之二十(例如，日本已审应用模式项目No.15353/1988)。在该项目中公布的潮收缩聚乙烯醇纤维的获得方法是：将300—2400聚合程度和90—99.9摩尔％皂化程度的聚乙烯醇在通常的干燥或潮湿过程中拔丝，在130℃或低于130℃的大气中，在吸潮状态下拔长1.5倍或更多，然后干燥，干燥之后，按照该项目，还可在拉紧状态下，或在潮湿过程中进行热处理，以后还可进行冲洗过程以便脱盐。已知这种潮收缩聚乙烯醇纤维在浸泡于40℃或低于40℃的水中时，在30秒之内可收缩10—60％。
通过加热或吸水处理，收缩超过10％的这种纤维就认为是自—收缩纱线。通常，采用加热使化学纤维收缩，但此值十分小，一般约为2—3％。
在缝合结构球中，例如足球，当踢球时球粘在脚上，容易显示射门，短传，传球的高超技术，这种球在比赛性能上很优异，但在寿命方面却很差。相类似，对手球，排球和运动场球，缝合球在擒掣性能上很优异(容易抓住)，因此容易控制，当抛掷时轨迹稳定，没有不规则的摇摆，如果碰到人体一部份，疼痛也少一些，但问题也在于寿命。这就是，对于缝合球，由于重复使用，缝合部份就如图4所示那样地膨胀(称为接缝胀开11)，球就肿胀变形。例如，对于在足球练习和比赛中使用六个月的5号尺寸足球(初始圆周长度为685毫米)，其圆周长度就肿胀至705—710毫米。相反，在寿命上非常优异地层压结构球(同样尺寸)只肿胀至700毫米。
层压结构球的生产方法是：将长约数千米的尼龙纱线均匀地绕缠在橡胶球胆上，形成一增强层以防止球形肿胀，然后通过一橡胶薄层将许多皮革块层压在其上，这通常称为层压球。由于有了增强压，所以这种层压球在寿命方面十分优异，但踢和接触的感觉却很差，与缝合球相比，其比赛性能也低下，因此它主要是学校儿童中低技术水平玩球人的练习用球或比赛用球。
该发明的一个目的就是提出一种寿命加长的缝合球，但不损失诸如擒掣和球控制这样的高比赛性能。
按照本发明的第一个方面，它涉及的球类比赛用球包括：
用线将许多皮革块缝合而成的一层皮革外壳层，所述皮革外壳层具体球体形状；和
具有空心球体形状的，由合成橡胶制成的一个球胆，所述球胆被装在所述皮革外壳层中，所述球胆安装有一个将空气充入所述橡胶球胆的气门，所述球胆通过所述气门进行充气；
其中所述线由自—收缩线制成，它在缝合后经过收缩处理。
在本发明提出的球类比赛用球中，自—收缩线受热收缩。
在发明提出的球类比赛用球中，自—收缩线包括一种高收缩率聚酯纤维。
在本发明提出的球类比赛用球中，自—收缩线吸水收缩。
在发明提出的球类比赛用球中，自—收缩线吸水收缩，包括潮收缩聚乙烯醇纤维。
发明提出的球类比赛用球的皮革外壳层包括许多六角形皮革块和五角形皮革块，该球类比赛用球能用作足球或手球。
发明提出的球类比赛用球的皮革外壳层包括许多几乎是方形的皮革块，该球类比赛用球能用作排球或运动场球。
按照本发明的第二个方面，它涉及发明提出的球类比赛用球的生产方法，包括一个空心球形橡胶球胆成形步骤；一个用自—收缩线将许多皮革块缝合成球形，成形一层皮革外壳层及将球胆放入该皮革外壳层中的步骤；和加热使自—收缩线收缩的步骤。
本发明的自—收缩线是在皮革块相互缝合在一起后经受收缩处理的。皮革块被收缩后的线互相牢牢地拉紧，防止产生皮革外壳层的接缝胀开和肿胀。
当自—收缩线包括受加热收缩的这种自—收缩线时，自—收缩线在缝合之后受加热被收缩，这样，皮革块就能牢牢地拉紧在一起。线的收缩性能即使在受热线的温度回至周围温度时也能保持。
当受热收缩的自收缩线包括一种高收缩率聚酯纤维时，可以常速率获得高收缩率。
当自—收缩线包括吸水收缩的这种线时，该线在运作条件下通过吸收雨水或类似物，或强迫经受吸水处理而受到收缩，这样，皮革块就牢牢地相互拉紧。该线的收缩性能在吸水后，即使线干燥时也能保持。
当自—收缩线包括一种潮收缩聚乙烯醇纤维时，可以常速率获得高收缩率。
根据权利要求8或9提出的这种球，诸如擒掣，球控制和踢球或击球时轨迹的稳定性这样的比赛性能保持于良好状态。
图1是常规的或本发明提出的球类比赛用球的正视图；
图2是图1中沿A—A线的横截面图；
图3是缝合工作过程的透视图；
图4是接缝胀开状态的横截面图；
图5是表示圆周长度一加热温度特性的曲线；
图6和7中每条曲线表示相应采用受热或吸水收缩自—收缩线的足球的圆周长度—压缩试验次数特性；和
图8是本发明提出的沙滩排球的正视图。
如图1至3所示，在背面粘合有增强织物层7的天然皮革或人造皮革被切割形成20块六角形块2，2…，和12块五角形块3，3…，在其周边打了许多针眼8，8…，用自—收缩线9将块2，2…，3，3…缝合在一起形成一层球形皮革外壳层5，将一个橡胶球胆6放入其中生产一个尺寸为No.5的足球1。人造皮革由聚氨基甲酸酯树脂，聚乙烯醇树脂或其它树脂制成，它流行于天然皮革之后。高收缩率聚酯纤维，例如Saclatex(注册商标为Teijin)可用作自—收缩线9，它受热收缩。将足球1浸入100℃的沸水，或放入受热模具中来进行热处理。当线9浸入沸水中，在不受拉力的情况(无负荷状态)下，线9立即收缩50％。同时，该线9具有高收缩应力，例如，将12000总支数(denier，又可译作但尼尔或，是测量丝的纤度单位，长9千米重一克为一但尼尔—译者注)的收缩线放入沸水中收缩10％，拉紧力就提高约1公斤，如果温度降低至原来温度，该拉紧力也保持。在收缩之后，提供了一种高强度固定程度。
图5表示采用12000支自—收缩线9生产的足球1在不同加热温度下经热处理后的圆周长度(球周长)测量结果。如曲线A所示，在60℃下，圆周长度基本不变，在80℃时，圆周长度缩小约2.6毫米，或与60℃的情况相比约缩小0.4％。为进行比较，用常规非—收缩线(11500支)制作的球的圆周长度用曲线B表示。该常规球是不受温度效应的影响，理论上曲线应是一条水平线，但实际上，它稍稍肿胀(约0.15％)。由此可知，采用自—收缩线时，接缝被牢牢地拉紧，而球的圆周长度则稍稍变小。
自—收缩线9受热收缩，将皮革块2，3的缝合部份牢牢拉紧。通过这一拉紧，缝合中的局部松弛，或缝合人员在缝合强度上个别的差异就被抵消，从而获得均匀和强劲的拉紧力。按照发明者的试验，对100个足球在收缩处理前后测量它们的圆周长度，并计算标准偏离，得到，在处理前是1,733，而在处理后则是0.966。在处理后的标准偏离约是处理前该值的55％，这意味，圆周长度的波动范围变狭近将一半。
图6表示用在80℃的恒温炉中加热和受收缩10分钟的自—收缩线9缝合的足球的寿命试验结果。寿命试验的进行是将球反覆压缩至其直径的33％，如曲线A所示，在30000次压缩之后(相当于使用6个月)，圆周长度从665毫米增加至676毫米，增量率为1.7％。这时，没有发现接缝胀开，使用中没有问题。另一方面，曲线B表示采用常规非—收缩线缝合球的类似压缩试验结果，这里，圆周长度从665毫米增加至684毫米(增量率为2.9％)。同时，在球上发现接缝胀开，在比赛中有问题，不能再使用。曲线C表示层压球的寿命试验结果，发明提出的缝合球(曲线A)具有与层压球相似的寿命。为便于与实施例的球进行比较，曲线B和C的常规球的圆周长度与实施例球的相同。
将描述实施例足球的生产方法。如图3所示，在背面粘合有增强织物层7的天然皮革或人造皮革被切割成皮革块，准备了20块六角块2，2…，和十二块五角块3，3…。在每块周边打上许多针眼8。这些皮革块采用自—收缩线9以手工缝合，形成一层球形皮革外壳层5。
橡胶球胆6是由加热和硫化丁基橡胶制成。在成型的同时，为对球胆6进行充气的气门也形成。该球胆6从皮革外壳层5一侧余下未缝合部份放入。在皮革外壳层5的一块2的中心成型一个小圆沿10(图1)，球胆6的气门就定位在该洞10中，该气门的周边而积与皮革外壳层5的背面相粘合。皮革外壳层5和球胆6之间只有在气门周边区域是粘合的，而在其余部份，两者则是分开的。将球胆6放入后，将皮革外壳层5的未缝合部份缝合在一起。
如此，将球放入一个具有与球1轮廓相匹配的球形空穴的模具中，然后用特定压力的压缩空气在闭合状态下，80℃时加热10分钟。结果，自—收缩线9收缩，皮革块2，3以强劲的拉紧力接合。除去采用加热模具的方法外，热处理也可，例如，放入温度为80至90℃的恒温炉的空气中30分钟，这时，球内部压力保持在0至0.3公斤/厘米2，这样也能获得相似的收缩作用。
除去高收缩率聚酯纤维外，丙烯酸系纤维，乙酸纤维，亚乙烯基纤维，尼龙纤维和聚丙烯纤维也可通过拔长和卷曲特殊处理而具有收缩作用，从而被用作自—收缩线9。
在实施例中，自—收缩线9涉及受加热收缩的线，但是也可采用其它在吸水时收缩的自—收缩线来代替，因此下面将解释采用吸水型自—收缩线的情况。潮收缩聚乙烯醇纤维，人们熟知为Cremona的高收缩维尼纶(商标为Kuraray)也能用作为这种自—收缩线9。
吸水型自—收缩线9在常温(20℃)的水中能立即收缩约30％。该收缩线9也具有高收缩应力，例如，水是在对12000支吸水收缩线施加300克负载的拉力状态下被吸收，它将收缩大于10％。在干燥后，由于收缩产生的高拉紧力仍然保持。
表I
吸水处理前 吸水处理后 收缩率实施例的球 689毫米 682毫米 1.0％常规的球 690毫米 688毫米 0.3％
表1表示采用12000支的自—收缩线9制作一足球，浸入水中并干燥的圆周长度测量结果。为进行比较，采用常规非—收缩线(11500支)的足球的结果也表示于上。由此表可知，实施例足球的收缩率为1.0％，高于常规足球的收缩率0.3％。顺便说一句，常规足球也稍稍收缩，估计这是由于皮革块的干燥而收缩。
自—收缩线9吸水而收缩，将皮革块2，3的缝合部份牢牢拉紧。结果，缝合中的部份松弛，或缝合人员在缝合强度上的个别差异就被抵消，从而获得均匀和强劲的拉紧力。这也就是，获得了与采用热收缩型自—收缩线的同样效应。
图7表示采用吸水型自—收缩线9制作足球1的寿命试验结果，而自—收缩线9的收缩是通过浸入水中并干燥来进行的。寿命试验的条件与前述试验相同。如曲线A所示，在30000次寿命试验后，圆周长度由670毫米增加至683毫米，增量率为1.9％。这时，没有发现接缝开胀，在使用中没有问题。另一方面，曲线B指出采用常规非—收缩线缝合球的结果，这里，圆周长度由670毫米增加至688毫米(增量率为2.7％)，在球上发现有接缝开胀，在比赛中有问题，不能再加以使用。曲线C表示层压球试验结果。实施例的缝合球(曲线A)具有与层压球相似的寿命。为便于与实施例的球进行比较，曲线B和C的常规球的圆周长度与实施例球的相同。
足球1在其生产的最后过程中被浸入水中受迫收缩自—收缩线9，搭接的皮革块的结合力得到增强。然而，在另一方面，足球也可不经吸水处理而卖给顾客，当其使用时浸泡在雨水中或类似物中，自—收缩线9也可受潮而自然收缩。
在上述实施例中，20块六角形皮革块和12块五角形皮革块被缝合在一起形成一个足球，但该发明也适用于由30块六角形皮革块和12块五角形皮革块缝合制成的足球。它也适用于具有与足球皮革外壳层相同形式的手球。对由12块或18块近似方形皮革块缝合形成皮革外壳层的排球，特别是沙滩排球和运动场球也适用有效。图8表示了一个具有采用18块狭长四边形皮革块12，12…缝合成皮革外壳层13的沙滩排球14，三块平行放置形成一组，由此准备6组，排列成球形形状，这样，每组的排列方向可以是垂直交叉的。
发明提出，采用受热或吸水收缩的自—收缩线作为缝合结构的球类比赛用球的缝合线，球缝合后通过收缩，皮革块就以均匀强劲的拉紧力结合在一起。相应地，如果重复使用，接缝不会开胀，诸如擒掣，球控制和踢球或击球时轨迹的稳定性这样的比赛性能保持于良好状态，而触摸是柔软的，击中人体一部份时疼痛也较小。此外，圆周长度的增大也得到抑止，一个稳定的形状可保持一个长的时期，因此，在防止缝合球的一个缺陷，肿胀趋势的同时，寿命也显著的增长了。
按照发明，如果在收缩前，线的缝合强度存在缝合人员的个别差异，则皮革块缝合后，皮革外壳层的自—收缩线受热或吸水收缩，该差异就抵消，从而得到均匀和高的拉紧力，实现稳定的寿命。
发明还提出，采用高收缩率聚酯纤维或潮收缩聚乙烯醇纤维作为自—收缩线可获得均匀，先进的收缩率，且机械强度是足够的，因此对用于破坏性外力的严峻条件的球类比赛用球这是最优方案。
发明还进一步提出，由于缝合后，接缝几乎不开胀，形成于接缝上的沟槽就可长时间保持。因此通过接缝而获得的擒掣的球控制性能将不会丧失，而这在应用于要求这样性能的足球，手球，排球和运动场球就尤为有利。
虽然以上描述了本发明的若干实施例，但应理解到本发明不仅仅限于上述说明，只要不偏离其精神和范围，各种改变和修正均可进行。