CN109438779A - 一种棒球用橡胶材料及棒球制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种棒球用橡胶材料及棒球制造工艺，涉及橡胶制品技术领域。棒球用橡胶材料的原料包括如下重量份数的组分：天然橡胶35‑45份；丁苯橡胶10‑15份；氧化锌2‑2.5份；硬脂酸0.4‑0.6份；轻质碳酸钙25‑35份；白炭黑5‑10份；环烷油0.5‑1.5份；促进剂DM 1‑1.5份；促进剂TS 0.1‑0.5份；硫磺1‑2份；发泡剂1‑2份。本发明具有棒球弹性可控、防水性好、提高棒球整体品质的优点。

Description

一种棒球用橡胶材料及棒球制造工艺
技术领域
本发明涉及橡胶制品技术领域，更具体地说，它涉及一种棒球用橡胶材料及棒球制造工艺。
背景技术
棒球是圆形软木、橡胶或类似物质作球心，绕以麻线，再以两块白色马皮或牛皮包紧平线密缝而成。球面应平滑。重量为141.7克至148.8克。圆周围22.9厘米至23.5厘米。
现有技术中的棒球大多是硬式棒球，其包括球芯、绕线层、外皮以及缝线纹，球芯一般采用实木芯或者密实的羊毛芯，绕线层采用棉毛纱线缠绕而成，外皮一般采用PU、PVC或者真皮制成。
棉毛纱线在缠绕时虽然是以机器完成的，但是由于棉毛纱线本身的粗细不均，因此密度很难控制，从而导致球的硬度不好控，每个球的反弹系数无法一致。棉毛纱线的吸水性较强，虽然其外侧还缝设有防水的皮质外表层，但外表层缝线处不可避免的存在间隙，因此球在潮湿天气极易吸水变形，甚至发霉，从而影响使用寿命。由于棉毛纱线的粗细不均，以其缠绕的球体部分圆度也难以保证，从而影响球的整体品质。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种棒球用橡胶材料，其具有弹性可控、防水性好、提高棒球整体品质的优点。
本发明的目的一在于提供一种棒球制造工艺，其具有成型工艺简单、提高棒球整体品质的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种棒球用橡胶材料，其原料包括如下重量份数的组分：
天然橡胶35-45份；
丁苯橡胶10-15份；
氧化锌2-2.5份；
硬脂酸0.4-0.6份；
轻质碳酸钙25-35份；
白炭黑5-10份；
环烷油0.5-1.5份；
促进剂DM1-1.5份；
促进剂TS0.1-0.5份；
硫磺1-2份；
发泡剂1-2份。
通过采用上述技术方案，由于实木芯以及密实羊毛芯的硬度高，弹性差，而小孩和老人使用此类棒球时容易受伤，因此该类棒球不适合小孩和老人等初阶人群。本发明采用弹力好、耐磨、防水的天然橡胶作为主料，加入丁苯橡胶后，提高防老性，氧化锌是促进剂和硫磺的良好活性剂，能够使其更快、更深入的发挥作用，配合硬脂酸调节酸碱性，使其活化作用更强，轻质碳酸钙和白炭黑复配使用，使产品更具耐磨性且容易加工。环烷油是橡胶良好的增塑剂，使其更容易塑炼。促进剂DM和促进剂TS配合使用后，使得橡胶与硫磺结合更快，从而更快更深入的完成硫化，硫磺加入后使得橡胶内部分子重新排列，从而使得橡胶弹性和强度提高，且更加耐磨，发泡剂能够让橡胶更柔软，手感更佳，而且也更适合小孩子和和老人等初阶人群。
本申请中的棒球用橡胶材料不使用棉毛纱线，通过控制各组分的用量即可控制棒球的弹性，而且橡胶材料防水性好，橡胶材料可以一次成型，提高棒球整体品质。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种棒球制造工艺，包括以下步骤：
步骤一，密炼：将天然橡胶和丁苯橡胶投入密炼设备中，密炼第一次后，再加入氧化锌、硬脂酸、轻质碳酸钙、白炭黑、环烷油、促进剂DM、促进剂TS，密炼第二次，得到混炼胶；
步骤二，开炼：将混炼胶挤压成薄片，再左右折叠成三角包，再次挤压，重复折叠和挤压步骤多次后，将薄片卷成卷，静置冷却备用，得到一段胶料；
步骤三，加药：将静置24小时以上的一段胶料开炼打软，加入硫磺和发泡剂，重复步骤二，得到二段胶料；
步骤四，压延出片：将二段胶料通过压延、牵引、冷却、裁断后，得到规定厚度和尺寸的皮片，静置12小时以上；
步骤五，裁形：将皮片裁切为单个棒球所需要的尺寸的小皮片；
步骤六，成型：将小皮片放入加热设备内加热使其重新软化，并具有粘性，放入上下两个带吸风口的皮片模具内，待小皮片吸附在皮片模具内呈半球形时，皮片模具合模，得到球形的内芯，在内芯表面再贴两个半球形的小皮片形成外皮，得到球胚；
步骤七，入模硫化：将球胚放入成型模具内，合模，锁上模具，放入炉内加热硫化，硫化完成后取出成型模具；
步骤八，将成型模具取出并冷却后，开模取出产品，清洗产品表面即可。
通过采用上述技术方案，通过控制各组分的用量即可控制棒球的弹性；采用模具使得棒球一体成型，棒球的表面不存在缝隙，因此棒球在潮湿天气不会吸水变形，延长使用寿命。一体成型可以保证棒球的圆度，从而提高棒球整体品质。
进一步优选为，所述步骤一中密炼设备密炼第一次的压力大于6Kg/cm2，所述步骤一中密炼设备密炼第二次的压力大于5Kg/cm2。
通过采用上述技术方案，控制两次密炼的压力，能够使得橡胶的各组分分散均匀。
进一步优选为，所述步骤一中密炼第一次的温度为110℃-120℃，密炼时间为400-600s。
通过采用上述技术方案，密炼会使胶料的温度急剧上升，粘度降低，混炼温度过高会加速橡胶的热氧老化，使硫化胶的物理机械性能下降，即出现过炼现象；温度太低会出现胶料压散现象。
进一步优选为，所述步骤一中密炼第二次的温度为90℃-110℃，密炼时间为700-900s。
通过采用上述技术方案，两次密炼使橡胶与其他组分充分混合。
进一步优选为，所述步骤二中薄片的厚度为1mm，重复折叠和挤压步骤三次。
通过采用上述技术方案，把混合均匀的混炼胶进行混炼、塑化，为压延机压延成型提供混合炼塑较均匀的熔融料。
进一步优选为，所述步骤六中烘箱内的温度为60-65℃，加热时间为25-35s。
通过采用上述技术方案，小皮片加热软化后易于成型，内芯的表面具有一定粘性，可以与外皮的小皮片粘贴在一起，硫化后内外皮一体成型，不易分离。
进一步优选为，所述步骤七中硫化温度为115-125℃，硫化时间为25-35min。
通过采用上述技术方案，橡胶大分子在加热下与交联剂硫磺发生化学反应，交联成为立体网状结构，控制硫化温度和时间，有利于保证棒球的品质。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本申请通过控制各组分的用量即可控制棒球的弹性，让棒球更柔软，手感更佳，适合小孩和老人等初阶人群；
(2)采用模具使得棒球一体成型，棒球的表面不存在缝隙，因此棒球在潮湿天气不会吸水变形，延长使用寿命，一体成型同时可以保证棒球的圆度，从而提高棒球整体品质。
附图说明
图1为本发明的棒球制造工艺图；
图2为本发明的棒球的剖面图。
附图标记：1、小皮片；2、内芯；3、外皮；4、球胚。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种棒球用橡胶材料，其原料的各组分及其相应的重量份数如表1所示；其中，天然橡胶的牌号为越南3L大金杯；丁苯橡胶的牌号为抚顺1502；环烷油为购自厦门亨润石化有限公司的KG06；促进剂DM为购自东莞福斯特橡塑科技有限公司的DM-75；促进剂TS为购自东莞福斯特橡塑科技有限公司的TS-80；发泡剂的牌号为韩国锦洋OBSH。
实施例2-5：一种棒球用橡胶材料，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-5中原料的各组分及其重量份数
实施例6：一种棒球制造工艺，参照图1和图2，其原料采用实施例1中的棒球用橡胶材料的配方和比例，包括以下步骤：
步骤一，密炼：将天然橡胶和丁苯橡胶投入密炼设备中，密炼设备采用55L的密炼机，密炼压力为6Kg/cm2，温度为109℃，密炼时间为350s，密炼第一次后，再加入氧化锌、硬脂酸、轻质碳酸钙、白炭黑、环烷油、促进剂DM、促进剂TS，密炼第二次，密炼第二次的压力为5Kg/cm2，密炼第二次的温度为89℃，密炼时间为650s，得到混炼胶；
步骤二，开炼：将混炼胶挤压成1.5mm的薄片，再左右折叠成三角包，再次挤压，重复折叠和挤压步骤两次后，将薄片卷成卷，静置冷却备用，得到一段胶料；
步骤三，加药：将静置24小时以上的一段胶料开炼打软至1.5mm，加入硫磺和发泡剂，重复步骤二，得到二段胶料；
步骤四，压延出片：将二段胶料通过压延、牵引、冷却、裁断后，得到规定厚度和尺寸为50cm*40cm的皮片，静置12小时以上；
步骤五，裁形：将皮片裁切为尺寸为10cm*10cm小皮片1；
步骤六，成型：将小皮片1放入烘箱内加热使其重新软化，并具有粘性，烘箱内的温度为58℃，加热时间为20s，再放入上下两个带吸风口的皮片模具内，待小皮片1吸附在皮片模具内呈半球形时，皮片模具合模，小皮片1的边缘被切除，得到球形的内芯2，在内芯2表面再贴两个半球形的小皮片1形成外皮3，得到球胚4；
步骤七，入模硫化：将球胚4放入成型模具内，合模，锁上模具，放入炉内加热硫化，硫化温度为114℃，硫化时间为20min，硫化完成后取出成型模具；
步骤八，将成型模具取出并冷却至50℃以下后，开模取出产品，清洗产品表面即可。
实施例7：一种棒球制造工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤一中密炼第一次的压力为6.5Kg/cm2，密炼第二次的压力为5.5Kg/cm2。
实施例8：一种棒球制造工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤一中密炼第一次的温度为110℃℃，密炼时间为600s。
实施例9：一种棒球制造工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤一中密炼第一次的温度为115℃，密炼时间为500s。
实施例10：一种棒球制造工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤一中密炼第一次的温度为120℃，密炼时间为400s。
实施例11：一种棒球制造工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤一中密炼第二次的温度为90℃℃，密炼时间为900s。
实施例12：一种棒球制造工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤一中密炼第二次的温度为100℃，密炼时间为800s。
实施例13：一种棒球制造工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤一中密炼第二次的温度为110℃，密炼时间为700s。
实施例14：一种棒球制造工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤二中薄片的厚度为1mm，重复折叠和挤压步骤三次。
实施例15：一种棒球制造工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤六中烘箱内的温度为60℃，加热时间为35s。
实施例16：一种棒球制造工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤六中烘箱内的温度为63℃，加热时间为30s。
实施例17：一种棒球制造工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤六中烘箱内的温度为65℃，加热时间为25s。
实施例18：一种棒球制造工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤七中硫化温度为115℃，硫化时间为35min。
实施例19：一种棒球制造工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤七中硫化温度为120℃，硫化时间为30min。
实施例20：一种棒球制造工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤七中硫化温度为125℃，硫化时间为25min。
实施例21：一种棒球制造工艺，参照图1和图2，其原料采用实施例1中的棒球用橡胶材料的配方和比例，包括以下步骤：
步骤一，密炼：将天然橡胶和丁苯橡胶投入密炼设备中，密炼设备采用55L的密炼机，密炼压力为6.5Kg/cm2，温度为115℃，密炼时间为500s，密炼第一次后，再加入氧化锌、硬脂酸、轻质碳酸钙、白炭黑、环烷油、促进剂DM、促进剂TS，密炼第二次，密炼第二次的压力为5.5Kg/cm2，密炼第二次的温度为100℃，密炼时间为800s，得到混炼胶；
步骤二，开炼：将混炼胶挤压成1mm的薄片，再左右折叠成三角包，再次挤压，重复折叠和挤压步骤三次后，将薄片卷成卷，静置冷却备用，得到一段胶料；
步骤三，加药：将静置24小时以上的一段胶料开炼打软至1.5mm，加入硫磺和发泡剂，重复步骤二，得到二段胶料；
步骤四，压延出片：将二段胶料通过压延、牵引、冷却、裁断后，得到规定厚度和尺寸为50cm*40cm的皮片，静置12小时以上；
步骤五，裁形：将皮片裁切为尺寸为10cm*10cm小皮片1；
步骤六，成型：将小皮片1放入烘箱内加热使其重新软化，并具有粘性，烘箱内的温度为63℃，加热时间为30s，再放入上下两个带吸风口的皮片模具内，待小皮片1吸附在皮片模具内呈半球形时，皮片模具合模，小皮片1的边缘被切除，得到球形的内芯2，在内芯2表面再贴两个半球形的小皮片1形成外皮3，得到球胚4；
步骤七，入模硫化：将球胚4放入成型模具内，合模，锁上模具，放入炉内加热硫化，硫化温度为120℃，硫化时间为30min，硫化完成后取出成型模具；
步骤八，将成型模具取出并冷却至50℃以下后，开模取出产品，清洗产品表面即可。
对比例1：一种棒球用橡胶材料，与实施例1的不同之处在于，未加入丁苯橡胶。
对比例2：一种棒球用橡胶材料，与实施例1的不同之处在于，丁苯橡胶的重量份数为5份。
对比例3：一种棒球用橡胶材料，与实施例1的不同之处在于，未加入促进剂TS。
对比例4：一种棒球用橡胶材料，与实施例1的不同之处在于，未加入促进剂DM。
物理性能测试
试验样品：利用实施例6中的棒球制造工艺将实施例1-5中的橡胶材料制成棒球，并作为试验样品1-5，采用实施例7-21中的棒球制造工艺制成棒球，并作为试验样品7-21；利用实施例6中的棒球制造工艺将对比例1-4中的橡胶材料制成棒球，并作为对照样品1-4，采用市售的硬式棒球作为对照样品5。
试验方法：
(1)弹性测试：取试验样品1-5、7-21和对照样品1-5，采用GB/T14625.2-1993篮球、足球、排球、手球反弹高度测定方法测试样品的反弹高度；
(2)圆度测试：按照GB/T14625.1的方法测试试验样品1-5、7-21和对照样品1-5的最大半径差。
试验结果：试验样品1-5、7-21和对照样品1-5的测试结果如表2所示。由表2可知，试验样品1-5、7-21的反弹高度在1000-1400之间，符合儿童和老人的使用需求，而且验样品7-21的反弹高度均大于试验样品1，说明本申请通过控制密炼压力、温度、开炼次数、烘箱温度、硫化温度等参数，从而控制棒球的反弹高度，而对照样品1、3-5的反弹高度小于1000，不适合儿童和老人使用，加入丁苯橡胶后反弹高度明显提高，说明丁苯橡胶和天然橡胶复配使用，可以增加棒球的弹性。
试验样品1-5、7-21的最大半径差均小于1％，而对照样品5的最大半径差为2.5％，说明本发明一体成型的工艺可以保证棒球的圆度，从而提高棒球整体品质。
表2试验样品1-5、7-21和对照样品1-5的测试结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种棒球用橡胶材料，其特征在于，其原料包括如下重量份数的组分：
天然橡胶35-45份；
丁苯橡胶10-15份；
氧化锌2-2.5份；
硬脂酸0.4-0.6份；
轻质碳酸钙25-35份；
白炭黑5-10份；
环烷油0.5-1.5份；
促进剂DM 1-1.5份；
促进剂TS 0.1-0.5份；
硫磺1-2份；
发泡剂1-2份。
2.一种棒球制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，密炼：将天然橡胶和丁苯橡胶投入密炼设备中，密炼第一次后，再加入氧化锌、硬脂酸、轻质碳酸钙、白炭黑、环烷油、促进剂DM、促进剂TS，密炼第二次，得到混炼胶；
步骤二，开炼：将混炼胶挤压成薄片，再左右折叠成三角包，再次挤压，重复折叠和挤压步骤多次后，将薄片卷成卷，静置冷却备用，得到一段胶料；
步骤三，加药：将静置24小时以上的一段胶料开炼打软，加入硫磺和发泡剂，重复步骤二，得到二段胶料；
步骤四，压延出片：将二段胶料通过压延、牵引、冷却、裁断后，得到规定厚度和尺寸的皮片，静置12小时以上；
步骤五，裁形：将皮片裁切为单个棒球所需要的尺寸的小皮片（1）；
步骤六，成型：将小皮片（1）放入加热设备内加热使其重新软化，并具有粘性，放入上下两个带吸风口的皮片模具内，待小皮片（1）吸附在皮片模具内呈半球形时，皮片模具合模，得到球形的内芯（2），在内芯（2）表面再贴两个半球形的小皮片（1）形成外皮（3），得到球胚（4）；
步骤七，入模硫化：将球胚（4）放入成型模具内，合模，锁上模具，放入炉内加热硫化，硫化完成后取出成型模具；
步骤八，将成型模具取出并冷却后，开模取出产品，清洗产品表面即可。
3.根据权利要求2所述的棒球制造工艺，其特征在于，所述步骤一中密炼设备密炼第一次的压力大于6Kg/cm2，所述步骤一中密炼设备密炼第二次的压力大于5Kg/cm2。
4.根据权利要求2所述的棒球制造工艺，其特征在于，所述步骤一中密炼第一次的温度为110℃-120℃，密炼时间为400-600s。
5.根据权利要求2所述的棒球制造工艺，其特征在于，所述步骤一中密炼第二次的温度为90℃-110℃，密炼时间为700-900s。
6.根据权利要求2所述的棒球制造工艺，其特征在于，所述步骤二中薄片的厚度为1mm，重复折叠和挤压步骤三次。
7.根据权利要求2所述的棒球制造工艺，其特征在于，所述步骤六中烘箱内的温度为60-65℃，加热时间为25-35s。
8.根据权利要求2所述的棒球制造工艺，其特征在于，所述步骤七中硫化温度为115-125℃，硫化时间为25-35min。
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