CN1359740A - 一种用于乒乓球拍底板的塑合层板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种用于乒乓球拍底板的塑合层板及其制造方法。塑合层板由木材单片组成,木材单片经液态树脂纤维聚合物渗渍,聚合物分子进入填充木材管胞和纤维胞腔中,把不同经纬方向的渗渍单片放在一起,在高温高压中固化胶合成为液态树脂纤维渗渍塑合层板。塑合层板制造方法为:使用液态树脂纤维聚合物真空渗渍木材单片,辐射渗渍单片,链接固化塑化单片,把渗渍单片按不同经纬方向叠放在平板热压机上,热压形成塑合单片;塑合单片间的液态聚合物作为粘接剂在以上工艺条件下,压缩胶合成塑合层板。
Description
所属技术领域
本发明属于一种用于乒乓球拍底板的塑合层板及其制造方法。
背景技术
普通的乒乓球拍的底板由不同层数的木片单板在平面上覆胶粘结胶合制成，所用单板的不同树材和厚度形成不同的乒乓球拍底板结构，也就决定了球板的性能指标。这些指标包括弹性、球速、旋转、控制、单位重量和厚度等参数。
直径40mm的乒乓大球自2000年10月起由国际乒乓球联合会规定在正式比赛中使用，已在整个乒乓球运动中推广应用。大乒乓球在弹性、速度、旋转、体积、重量等明显变化导致乒乓球的运行速度和旋转转速锐减，同时与球拍接触的表面积变大，致使弹性下降。按原来传统木材单片覆胶粘结工艺制作的乒乓球拍底板，在速度、弹性和旋转等性能上遇到不可逾越的障碍，不能克服大球带来的对乒乓球技战术的负面影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有常规技术的限制和不足之处，提供一种用于乒乓球拍底板的塑合层板，用本发明的塑合层板制作乒乓球拍底板，在弹性、球速、旋转、控制、单位重量、厚度等方面能满足大球的技战术要求。本发明还提供了塑合层板的制造方法。
本发明的技术解决方案为：一种用于乒乓球拍底板的塑合层板，其特征在于层板由木材单片组成，木材单片经液态树脂纤维聚合物渗渍，聚合物分子进入填充木材管胞和纤维胞腔中，把不同经纬方向的渗渍单片放在一起，在高温高压中固化胶合成为液态树脂纤维渗渍塑合层板。
上述塑合层板的制造方法为：
使用液态树脂纤维聚合物真空渗渍木材单片，把木材100份和液态树脂纤维聚合物15-25份放于真空渗渍容器中，温度：90-100℃，时间：20-24hr，真空度：-0.2～-0.25大气压；辐射渗渍单片，用60Co辐照源对真空容器中的渗渍单片辐射，剂量率1.9-2.5×105拉德/秒，时间30-40秒；链接固化塑化单片，向渗渍材料中加入15-25份固化剂，把渗渍单片按不同经纬方向叠放在平板热压机上，在9-11Mpa压力和100-110℃下，热压200～250分钟，形成塑合单片；塑合单片间的液态聚合物作为粘接剂在以上工艺条件下，压缩胶合成塑合层板。
木材单板经过树脂纤维渗渍塑化，虽然仍为木材单片，但其木材细胞微观结构发生了根本的性质变化，物理性能比未处理的木材发生本质飞跃：塑合木片的力学性质变化：力学性质 提高程度(％)抗压强度 70～140静曲强度 40～70弹性模量 35～55抗张强度 30～65剪切强度径向 35～95弦向 45～115硬度 500～1100端面 400～600耐磨 120～800
把不同经纬方向的渗渍单片木材放在一起，一般为三片，液态树脂聚合物分子在单片木材渗渍塑合固化时，同时在单板表面的液态树脂纤维与相邻单片的木纤维发生交联链接，在高温高压中固化胶合成为液态树脂纤维渗渍塑合层板。液态树脂同时起到粘接剂的作用。渗渍单片还存在各向异性，即径向和弦向间的强度，硬度和弹性模量有明显差异，但不同经纬方向的渗渍单片搭配组成的塑合层板，单片间的径向和弦向的强度，硬度和弹性模量互相补充，消除木材的物理-力学性质的各向异性，因此液态层板比渗渍单片的力学性能有极大的提高，提高程度达到150～250％。
液态树脂纤维，如环氧树脂或芳香族聚酰胺纤维，其渗渍成分只占木材单片的10％～15％，但其强度已等效于钢，比重只有钢的10％，因而有着极高的强度重量比。
把液态树脂纤维渗渍塑合层板用于乒乓球底板的设计制造，在不增加重量基础上极其有效地提高乒乓球拍底板的综合性能，比单纯加入合成纤维更能回复40mm大球对速度和旋转的损失，从而把乒乓球底板的纯天然木质结构的设计制造带进更高的层次和境界。
由于合成纤维与木材纤维塑合链接，消除了木材纤维间缝和细胞腔间隙，使层板材质均匀稳定可靠，防朽防霉防潮防虫，带来专业乒乓球底板的平整可靠，性能均匀，统一稳定，提高内在质量。
附图说明
图1液态树脂纤维在木材单片表面上覆盖示意图
图2液态树脂纤维向木材纤维渗渍示意图。
图3未经渗渍处理的木材横截面(放大50倍)
图4未经渗渍处理的木材径切面(放大50倍)
图5液态树脂在木材管胞纤维中渗渍交联(径切面放大50倍)
图6液态树脂纤维渗渍塑合层板(径切面放大100倍)
图-7液态树脂纤维渗渍塑合层板(放大30倍)。
图-8液态树脂纤维渗渍塑合层板用于乒乓球拍底板
图中：1木材单片，2液态聚合物，3木材细胞腔内的纤维素、半纤维素，4细胞腔和木材纤维间隙，5液态树脂纤维渗渍塑合层板，6球拍板面，7球拍木材板芯(未经处理)，8拍柄，9板坯。
具体实施方式
把经纬方向不同的三片木材单片1(厚度一般比较薄，0.20～0.30mm)放至液态聚合物2中，液态聚合分子2渗渍进入木材细胞腔和胞腔纤维4间隙中，与木材细胞腔内的纤维素，半纤维素3分子间发生渗渍交联链接，固化后成为新型复合材料：液态树脂纤维渗渍塑合层板5(厚度为0.60～0.85mm)。把液态树脂纤维渗渍塑合层板5用于乒乓球拍底板设计制造中，与底板的板面6和板芯材料7按设计配方压成专业乒乓球拍板坯9，把板坯9与拍柄8组装制成专业乒乓球拍。液态树脂纤维渗渍塑合层板制造工艺过程：
1 材料：木材单片，厚度0.20-0.30mm
液态聚合物：环氧树脂(双酚A型E-44，环氧当量：210-250)；或
芳香族聚酰胺纤维
环氧固化剂
稀释剂：乙醇。
2 设备：平板热压机，60Co辐照源，真空渗渍容器
3 流程：1)配制液态聚合物→2)真空渗渍木材→3)辐射受激和电离→4)加入固化剂→5)链接塑合单片→6)塑合层板→7)用于球拍板坯制造4 工艺参数
1)配制液态聚合物：
环氧树脂(双酚A型E-44，环氧当量：210-250)或芳香族聚酰胺纤
维：100份，稀释剂：乙醇：95-105份，在50-70℃下配制
2)真空渗渍木材
把木材(100份)和液态聚合物(15-25份)放于真空渗渍容器中。温度：
90-100℃，时间：20-24hr。真空度：-0.2～-0.25大气压。使液态聚合物分
子进入木材薄片的细胞纤维腔壁和间隙中。
3)辐射受激和电离
用60Co辐照源对真空容器中的渗渍木材辐射，剂量率1.9-2.5×105拉德/
秒，时间30-40秒。射线辐照能量在材料和液态聚合物中产生受激分子
和电离分子，形成有机物自由基。
4)链接固化塑化单片
向渗渍材料中加入15-25份固化剂T-31，把渗渍木片按不同经纬方向叠
放在平板热压机上，在9-11Mpa压力和100-110℃下，热压200～250分钟。
使木材和液态聚合物上激化的自由基复合，生成接枝共聚物和木材细胞
间的均聚物，形成塑合单片。
5)塑合层板
塑合单片间的液态聚合物作为粘接剂在以上工艺条件下，压缩胶合成塑
合层板。
实施例
1、白桦塑合层板：
纬向白桦0.28mm(1片)+经向白桦0.28mm(1片)+纬向白桦0.28mm
(1片)
| 工序 | 材料 | 使用设备 | 工艺参数 |
| 配制液态聚合物 | 环氧树脂E-44：100份乙醇：95份 | 配制温度：55℃ | |
| 真空渗渍木材 | 木材单片：100份液态聚合物：15份 | 真空渗渍容器 | 55℃，22小时；真空度：-0.22大气压 |
| 辐射 | 60Co辐射源 | 1.95拉德/秒，35秒 | |
| 链接塑化胶合 | 固化剂T-31 25份 | 平板热压机 | 95℃，9.5Mpa，210分钟 |
2、椴木塑合层板
纬向椴木0.28mm(1片)+经向椴木0.28mm(1片)+纬向椴木0.28mm(1片)
| 工序 | 材料 | 使用设备 | 工艺参数 |
| 配制液态聚合物 | 环氧树脂E-44：100份乙醇：105份 | 配制温度：55℃ | |
| 真空渗渍木材 | 木材单片：100份液态聚合物：25份 | 真空渗渍容器 | 60℃，23小时；真空度：-0.24大气压 |
| 辐射 | 60Co辐射源 | 2.10拉德/秒，38秒 | |
| 链接塑化胶合 | 固化剂T-31 22份 | 平板热压机 | 100℃，10Mpa，225分钟 |
3、白桦椴木塑合层板
纬向椴木0.28mm(1片)+经向白桦1片0.28mm(1片)+纬向椴木0.28mm(1片)
2)性能对比
| 工序 | 材料 | 使用设备 | 工艺参数 |
| 配制液态聚合物 | 环氧树脂E-44：100份乙醇：100份 | 配制温度：60℃ | |
| 真空渗渍木材 | 木材单片：100份液态聚合物：23份 | 真空渗渍容器 | 63℃，23.5小时；真空度：-0.23大气压 |
| 辐射 | 60Co辐射源 | 2.05拉德/秒，40秒 | |
| 链接塑化胶合 | 固化剂T-31 25份 | 平板热压机 | 105℃，10Mpa，240分钟 |
| 材料 | 气干密度 | 抗弯强度 | 抗弯弹性模量 | 顺纹抗压强度 | 冲击韧性 | 端面硬度 | 径面硬度 | 弦面硬度 |
| g/cm3 | kgf/cm2 | 103kgf/cm2 | kgf/cm2 | kgf.m/cm2 | kgf/cm2 | kgf/cm2 | kgf/cm2 | |
| 白桦 | 0.615 | 825 | 87 | 398 | 0.729 | 367 | 368 | 359 |
| 椴木 | 0.418 | 597 | 82 | 306 | 0.386 | 229 | 156 | 148 |
| 白桦塑合层板 | 0.677 | 1279 | 117 | 756 | 1.130 | 1652 | 2282 | 2369 |
| 椴木塑合层板 | 0.493 | 967 | 116 | 597 | 0.618 | 1168 | 1014 | 1006 |
| 白桦椴木塑合层板 | 0.581 | 1109 | 117 | 672 | 0.886 | 1371 | 1677 | 1673 |
Claims (2)
1一种用于乒乓球拍底板的塑合层板，其特征在于层板由木材单片组成，木材单片经液态树脂纤维聚合物渗渍，聚合物分子进入填充木材管胞和纤维胞腔中，把不同经纬方向的渗渍单片放在一起，在高温高压中固化胶合成为液态树脂纤维渗渍塑合层板。
2一种权利要求1所述的用于乒乓球拍底板的塑合层板制造方法，其特征在于该方法为：使用液态树脂纤维聚合物真空渗渍木材单片，把木材100份和液态树脂纤维聚合物15-25份放于真空渗渍容器中，温度：90-100℃，时间：20-24hr，真空度：-0.2～-0.25大气压；辐射渗渍单片，用60Co辐照源对真空容器中的渗渍单片辐射，剂量率1.9-2.5×105拉德/秒，时间30-40秒；链接固化塑化单片，向渗渍材料中加入15-25份固化剂，把渗渍单片按不同经纬方向叠放在平板热压机上，在9-11Mpa压力和100-110℃下，热压200～250分钟，形成塑合单片；塑合单片间的液态聚合物作为粘接剂在以上工艺条件下，压缩胶合成塑合层板。
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| CN106633624A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-10 | 安徽梦谷纤维材料科技有限公司 | 一种玄武岩复合材料的新型乒乓球拍底板 |
| CN106700421A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-24 | 安徽梦谷纤维材料科技有限公司 | 一种用于乒乓球底板制作的高品质复合板材 |
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