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Die Erfindung betrifft einen Vliesstoff
und seine Verwendungen und betrifft insbesondere, aber nicht ausschließlich, die
Verwendung eines Nadelfilzes zur Umhüllung eines Tennisballes sowie
so umhüllte
Tennisbälle.
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Für
die Bedeutung der textilbezogenen Begriffe, wie sie in dieser Beschreibung
verwendet werden, wird die Aufmerksamkeit auf die Definitionen in dem
Nachschlagewerk "Textile
Terms and Definitions" (8.
Ausgabe) gerichtet, das im Jahre 1986 bei The Textile Institute
(of the United Kingdom) veröffentlicht
wurde. Hinweise in dieser Beschreibung auf "Tennisball/bälle" sollen so verstanden werden, daß sie Bezugnahmen
auf analoge Bälle,
daß heißt auf Bälle für andere
Spiele außer
Tennis, die jedoch elastische hohle Bälle darstellen oder die anderweitig strukturell
und funktionell analog zu Tennisbällen sind, egal ob solche analogen
Bälle mit
Tennisbällen austauschbar
sind sowie Bezugnahmen auf filzumhüllte Bälle im allgemeinen umfassen.
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Traditionell wurden Tennisbälle mit
einem textilen Material aus Filz umhüllt, das eine Oberfläche aufwies,
die überwiegend
aus Wollfasern bestand und auf einem gewebten Baumwollstoff oder
Substrat basierte. Bei der Endbearbeitung des textilen Materials
aus Filz wurde die skalierte Struktur der Wollfasern verwendet,
um die charakteristische Filzoberflächenaufmachung des Balles herzustellen.
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Heutzutage werden gewebte Filze zur
Umhüllung
von Tennisbällen
hergestellt, die eine Oberfläche
aufweisen, die üblicherweise
aus einer Mischung aus Wolle und Polyamidfasern zusammengesetzt
ist. Diese Fasern werden üblicherweise
in einem Verhältnis
von ca. 60% Wolle und 40% Nylon gemixt, aber dieses Verhältnis kann
in Abhängigkeit von
den Abnutzungscha rakteristika, die für den Ball benötigt werden,
variieren. Es ist auch wünschenswert,
daß die
Rückseite
des Filzes (die die Seite des Filzes darstellt, die dazu gedacht
ist, an dem Trägerkörper des
Balles zu haften) aus einem Material ist, welches eine gute Haftung
verschafft, wenn es auf die hohle Gummikugel, die den Trägerkörper des Balles
formt, geklebt wird. Üblicherweise
besteht eine solche Unterschicht aus Baumwolle.
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Nachdem Nadelfilzmaschinen eingeführt waren,
gab es Versuche, Nadelfilze (Filze, die aus einem Vliesstoff bestehen
und auf Nadelfilzmaschinen hergestellt werden) herzustellen und
zur Umhüllung von
Tennisbällen
zu benutzen. Nadelfilztechniken können eingesetzt werden, um
nichtgewebte Vliese zur Umhüllung
von Tennisbällen
gemäß der nachfolgenden
Methode zu benutzen: – eine
geeignete Mischung von Fasern, entweder gefärbt oder ungefärbt, wird
kadiert und über
Kreuz geläppt,
um eine im wesentlichen horizontale Fasermatte (einen nichtgewebten
Flor) zu bilden. Die Fasern der Matte werden in einer üblicherweise
planaren Konfiguration zur Verfügung
gestellt und werden sukzessive mit einem horizontalen Muster überlagert.
Diese Matte wird dann durch eine bekannte Art einer Nadelfilzmaschine
geführt.
Eine solche Nadelfilzmaschine hat wenigstens einen umkehrbaren Balken
(oder Nadelbett), der eine Anhäufung
oder Anordnung von mit Widerhaken versehenen Nadeln aufweist, die
zueinander parallel angeordnet sind, alle in dieselbe Richtung zeigen
und in einem üblichen
Trägermaterial oder
einer Halterung gesichert sind. Die Nadelfilzmaschine kann zwei
unabhängig
voneinander betreibbare Nadelbalken aufweisen, die auf den beiden
gegenüberliegenden
Seiten des Faserflors angeordnet werden und in einer Reihenfolge
angeordnet sind, die entlang dem normalen horizontalen Weg verläuft, der von
der Matte gefolgt wird, wenn sie die Maschine während der Nadelfilzarbeiten
durchläuft.
Sobald die Matte horizontal durch die Nadelfilzmaschine geführt wurde,
wird das oder werden die Nadelbetten vertikal hin- und herbewegt,
um die Anhäufung
der Widerhaken tragenden Nadeln wiederholt in und durch das Gewebe
zu schlagen und dann wieder zurück
aus dem Fasergewebe (auf derselben Seite wie beim Eintritt) zu ziehen.
Der vertikale Durchgang der Widerhaken tragenden Nadeln vor und
zurück
durch die Matte bewirkt eine vertikale Verfilzung der Fasern in der
Matte, da die Widerhaken der Nadeln einen Anteil der Fasern entlang
ihrer Pfade durch das Gewebe mitnehmen.
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Nadelfilzmaschinen haben eine höhere Produktivität an Gewebe
als Webmaschinen, die gewebte Stoffe herstellen, und Nadelfilzmaschinen
erzeugen ein Filzgewebe ohne die Notwendigkeit, teure Wollfasern
einzuarbeiten und ohne die Notwendigkeit, teure Endbearbeitungsprozesse
an dem Gewebe anzuwenden. Infolgedessen sind ballbespannende Nadelfilze
billiger als ballbespannende gewebte Gewebe. Jedoch fehlt den Nadelfilzen
die Flexibilität, die
charakteristisch für
gewebte Materialien ist, und infolgedessen sind die Nähte der Überzüge aufgrund der
Fältelung
der Rohlinge anfällig
dafür,
defekt zu sein, wenn die Bälle
mit dem geformten Rohlingen aus Nadelfilz überzogen werden. Des weiteren
tendieren die so umhüllten
Bälle dazu,
sich hart anzufühlen,
wenn sie getroffen werden, sie zeigen schlechte Flugeigenschaften
und haben einen schlechten Verschleißwiderstand. Diese nachteiligen
Eigenschaften kommen von der weicheren Oberfläche und der größeren Konsolidierung
von nichtgewebten Filzen im Vergleich mit gewebten Filzen.
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Versuche wurden unternommen, um die oben
diskutierten Nachteile von konventionellen Nadelfilzballumhüllungen
zu beheben, so beispielsweise durch Modifizierung der Nadelungsdichte
(Nadeldurchdringungen pro Flächeneinheit
des Gewebes) oder durch die Aufnahme eines Baumwollstoffs mit größerer Flexibilität als Filzunterschicht;
solche Versuche waren jedoch nicht erfolgreich. In einem kürzlichen
Versuch, die Faserverfilzung in dem fertigen Filz zu erhöhen, wurde
ein Prozentsatz von Wollfasern in die Fasermischung vor dem Nadelfilzen
aufgenommen, und das nadelgefilzte Gewebe wurde in einer ähnlichen
Weise gewalzt wie beim Walzen von gewebtem Filz. Jedoch scheiterten
die aus diesen Verfahren resultierenden nichtgewebten Vliese immer
noch daran, die wünschenswerten
Eigen schalten von qualitativ hochwertigen gewebten Ballumhüllungsfilzen
zu replizieren.
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Eine Vergleichsstudie der durchschnittlichen Eigenschaften
oder der Mikrostruktur von traditionell gewebten Tennisballfilzen
und nichtgewebten Filzen, die durch Nadelfilzmaschinen hergestellt
wurden, zeigte, daß die
Fasern im gewebten Filz überwiegend in
der gewebten Basisstruktur verankert waren und allgemein über das
Oberflächenpolster
des Filzes in willkürliche
Richtungen verteilt waren, wodurch ein hoher Grad an Faserverwicklungen
für eine
gegebene Dichte des Filzes erzeugt wurde. Ferner verringert sich
die Faserdichte vom Baumwollstoff (Unterschichtgewebe oder Unterlage)
des Filzes in Richtung der gegenüberliegenden
Oberfläche
(normalerweise die äußere Oberfläche). Die
Basisstruktur behält
ihren gewebten Charakter und hat eine erheblich größere Faserdichte
als die äußere Oberfläche. Ein typischer
gewebter Ballumhüllungsfilz
hat eine Faserdichte von 300 Milligramm pro Milliliter an seiner Basis,
die auf 150 Milligramm pro Milliliter in Richtung der gegenüberliegenden
(äußeren) Oberfläche abnimmt.
Diese Eigenschaften, insbesondere der Grad der Faserverwicklungen
pro Dichteeinheit sind kritisch in bezug auf das Verhalten des Filzes
sowohl während
des Ballumhüllungsprozesses
als auch beim Spiel mit dem Ball (d. h. beim Benutzen). Herkömmliche
Nadelfilztechniken verteilen einen Anteil der Fasern, die während des
Kreuzläppens überwiegend
horizontal liegen, in eine überwiegend
vertikale Anordnung um, wobei die Fasern so genadelt werden, daß sie solche,
die nicht von den Nadeln im oder nahezu im rechten Winkel getroffen
werden, vertikal überschneiden.
Ferner kann festgestellt werden, daß die Faserdichte (ausgenommen
jegliches Baumwollmaterial) nahezu gleichbleibend über die
Dicke des Filzes ist. Von diesen Beobachtungen wird offensichtlich,
daß das
Verhältnis
der Faserverwicklungen bzw. der Grad an Faserverfilzung viel geringer
im Nadelfilz als in einem gewebten Filz für eine gegebene Dichte des
Materials ist. Um daher akzeptable Eigenschaften in bezug auf die
Abnutzungsbeständigkeit
und den Verschleißwiderstand
bei einem mit Nadelfilz umhüllten
Ball zu erreichen, indem der Na delfilz mit einem höheren Grad
an Faserverfilzung versehen wird, die vergleichbar mit dem eines
gewebten Filzes als Ballumhüllung
ist, ist es notwendig, eine höhere Nadeldichte
(Anzahl der Nadeldurchdringungen pro Einheit des Gewebebereichs)
zu verwenden. Hohe Nadeldichten führen jedoch dazu, daß der resultierende
Nadelfilz erheblich weniger flexibel als ein gewebter Ballumhüllungsfilz
ist, wodurch der Ballumhüllungsprozess
erschwert und stärker
anfällig
für Defekte
ist. Bälle,
die mit einem dicht genadelten Filz umhüllt sind, fühlen sich härter an als Bälle, die
mit einem gewebten Filz bedeckt sind, wenn sie getroffen werden,
und sie fliegen in der Regel schneller, da die Nadelfilzoberfläche weicher
und dichter als die Oberfläche
eines gewebten Filzes ist. Diese Nachteile mögen nicht so bedeutsam für die Benutzung
der Tennisbälle
im Freizeitbereich sein, aber diese nachteiligen Balleigenschaften
machen solche Bälle
inakzeptabel für
die Benutzung im professionellen Tennis und bei Tennisspielen auf
Meisterschaftsniveau.
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Aus den oben detailliert geschilderten
Fakten kann geschlossen werden, daß Ballumhüllungen aus Filz, die durch
die Nutzung herkömmlicher
Nadelfilztechniken hergestellt werden, nicht die Dichte und Abnutzungseigenschaften
nachahmen können, die äquivalent
zu gewebten Ballumhüllungen
aus Filz wären
und gleichzeitig die Funktionseigenschaften gewährleisten können, die für hochwertige Tennisbälle benötigt werden
(beispielsweise Tennisbälle
mit Meisterschaftsstandard).
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Es wurde nunmehr festgestellt, daß ein Nadelfilz,
der mit einer Nadelfilzmaschine hergestellt wird, welche ein Nadelbett
aufweist, das gekrümmt oder
anderweitig geformt ist, um die Faserverfilzung in einem Bereich
von Winkeln zu gewährleisten
(quer zu der Ebene des Filzgewebes verlaufend), überraschend gute Eigenschaften
in Hinsicht auf die Abnutzungs- und Umhüllungsbefähigungen aufweist und insbesondere
geeignet als Tennisballumhüllungen ist.
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Solche Nadelfilzmaschinen sind von
der österreichischen
Textilfirma Maschinenfabrik Dr. E. Fehrer AG erhältlich und sind im Handel als
Maschinen bekannt, die "Fehrer
H1 Technology" beinhalten (s.
die veröffentlichten
britischen Patentanmeldungen GB2306519-A, GB2310221-A, GB2312220-A, GB2315281-A
und GB2316957-A). Jedoch wurden diese neuen Nadelfilzmaschinen und
-techniken niemals zuvor vorgeschlagen, um ein nichtgewebtes Gewebe
herzustellen, welches Eigenschaften aufweist, die es geeignet machen,
um als Tennisballumhüllung
dienen zu können.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird eine Methode zur Herstellung einer Filzumhüllung für einen
Ball zur Verfügung
gestellt, welche gekennzeichnet ist durch die Schritte der Herstellung
eines Nadelfilzes, der eine Verwicklung von Fasern aufweist, die
durch das Nadeln einer Fasermatte in einem Winkelbereich, der eine
Vielzahl von Winkeln umfaßt,
die nicht senkrecht in bezug zur Ebene der Fasermatte liegen, hergestellt
wird und des Schneidens oder eines andersartigen Umformens des Nadelfilzes
zur Herstellung eines Schnittteils, das dazu geeignet ist, einen
Ball zumindest teilweise zu bedecken.
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Die Fasermatte wird vorzugsweise
während des
Nadelns gekrümmt,
und da, wo die Fasermatte als Schritt im Nadelprozess in Längsrichtung
bewegt wird, wird die Fasermatte vorzugsweise während des Nadelns in Längsrichtung
gekrümmt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird ein Nadelfilz zur Umhüllung eines Balles
zur Verfügung
gestellt, wobei dieser Nadelfilz dadurch gekennzeichnet ist, daß er eine
Verwicklung der Fasern aufweist, die durch das Filznadeln einer Fasermatte
hervorgerufen wird, die durch eine Nadelfilzmaschine mit mindestens
einem Nadelbett läuft,
das Nadeln mit Widerhaken zur Durchdringung der Fasermatte in einem
Winkelbereich bereitstellt, der eine Vielzahl von Winkeln umfaßt, die
nicht senkrecht in Bezug zur Oberfläche der Fasermatte liegen und
dadurch, daß der
Nadelfilz zurechtgeschnitten oder auf andere Weise verformt wird,
um ein Schnittteil zu bilden, das zumindest zur teilweisen Umhüllung eines
Balles geeignet ist.
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Während
des Nadelns der Fasermatte in der Nadelfilzmaschine wird die Fasermatte
in ihre Bewegungsrichtung durch die Nadelmaschine vorzugsweise gekrümmt, und
das Nadelbett ist vorzugsweise entsprechend gekrümmt. Die Nadelfilzmaschine weist
vorzugsweise zwei Nadelbetten an bestimmten Stellen auf, welche
gegenseitig im Verlauf der Fasermatte durch die Nadelmaschine versetzt
liegen und welche vorzugsweise dermaßen ausgerichtet sind, daß sie die
Fasermatte von einander gegenüberliegenden
Seiten nadeln. Wenn der Nadelfilz einen Baumwollstoff aufweist,
ist das erste der beiden Nadelbetten vorzugsweise derart angeordnet,
daß es die
Lagenkombination aus Fasermatte und Baumwollstoff von derjenigen
Seite aus nadelt, die dem Baumwollstoff gegenüberliegt.
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Bevor die Fasermatte genadelt wird,
kann sie einer vorgeschalteten Konsolidierung und Faserverwicklung
in einer Vor-Nadelmaschine unterzogen werden, wobei die Fasermatte
vorzugsweise in ihrer Bewegungsrichtung durch die Vor-Nadelmaschine gekrümmt wird.
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Der Ball ist vorzugsweise ein elastischer, hohler
Ball und kann ein Tennisball sein.
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Gemäß einem dritten Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird ein mit Filz überzogener Ball zur Verfügung gestellt,
welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß der den Ball umgebende Filz
ein Nadelfilz ist, der eine Faserverwicklung aufweist, die durch
das Filznadeln einer Fasermatte erzeugt wird, die durch eine Nadelfilzmaschine
mit mindestens einem Nadelbett geführt wird, das Nadeln mit Widerhaken
bereitstellt, die das Gewebe in einem Winkelbereich durchdringen,
der eine Vielzahl von Winkeln umfaßt, die nicht senkrecht in
bezug zur Oberfläche
der Fasermatte liegen.
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Dieser mit Filz bezogene Ball weist
vorzugsweise einen elastischen hohlen Kern auf, an welchem die Nadelfilzumhüllung befestigt
wird, wobei dieser Ball ein Tennisball sein kann.
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Gemäß einem vierten Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird ein mit Filz bezogener Ball zur Verfügung gestellt,
welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß der Ball mit einem Nadelfilz überzogen
ist, der gemäß dem Verfahren
gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
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Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ein mit Filz bezogener Ball zur Verfügung gestellt,
welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß der Ball mit einem Nadelfilz
gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung bezogen ist.
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Der Ball gemäß dem vierten und fünften Aspekt
der vorliegenden Erfindung kann ein Tennisball sein.
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Ausführungsformen der Erfindung
werden nunmehr anhand eines Beispieles unter Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 eine
schematische Darstellung des Nadelweges ist, der von Nadeln beim
herkömmlichen Nadeln
in einem herkömmlichen
Nadelfilz gefolgt wird;
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2 eine
schematische Darstellung der Nadelwege ist, die von einer Nadel
in einem Nadelfilz gefolgt werden, der bei einer Ballumhüllung gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt wird;
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3 eine
schematische Darstellung einer Nadelfilzmaschine sowie des Prozesses
für die
Herstellung eines Filzes zur Umhüllung
eines Balles gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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4 eine
schematische Darstellung der Faserverwicklung in einem herkömmlichen
Nadelfilz ist;
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5 eine
Darstellung der Faserverwicklung in einem Nadelfilz ist, wie er
als Ballumhüllung
gemäß der vorliegenden
Erfindung eingeleitet wird.
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Zunächst Bezug nehmend auf 4, ist ein schematischer
Querschnitt durch einen herkömmlichen
Nadelfilz 9 gezeigt. Der Querschnitt wurde in der senkrechten
Längsebene
genommen. Der Nadelfilz 9 wird durch ein Gewebe oder eine
Matte aus nichtgewebten Fasern gebildet, die Matte ist von einer
unbestimmten Länge
von links nach rechts, wie in 4 dargestellt
(welche ein kurzes Stück
der Fasermatte darstellt). Die in 1(19) gezeigten
senkrechten Linien zeigen die Nadelwege, die von den Nadeln während des
herkömmlichen
Nadelfilzverfahren gefolgt werden und welche eine Richtungsänderung
von einigen der Fasern von einer zunächst horizontalen Anordnung
zu einer vertikalen Anordnung hin bewirken (beispielsweise in rechten
Winkeln zu der Ebene der Fasermatte). Es ist besonders darauf hinzuweisen,
daß die
Fasern in diesem herkömmlichen
Nadelfilz 9 nur zu einem minimalen Ausmaß verwickelt
sind.
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Nunmehr Bezug nehmend auf 2 sind schematisch die von
den Nadeln verfolgten Nadelwege 28 gezeigt, um einen Nadelfilz 18,
wie er in 4 gezeigt
ist, zu erzeugen, der hochgradig verwickelte Fasern aufweist. Dieser
Nadelverlauf wird, wie noch in Bezug auf 3 beschrieben werden wird, durch die
Nadelfilzmaschinen erzeugt. Um den Nadelfilz 18 von 5 herzustellen, wird eine
geeignete Mischung von Fasern, entweder gefärbt oder ungefärbt, kadiert
und quergeläppt,
um eine Fasermatte 10 zu formen ( 3), die als Startmaterial für den sich
anschließenden
Nadelfilzprozess dient. Die Fasermatte 10 wiegt zwischen
350 g/m2 und 850 g/m2,
in Abhängigkeit
von dem Gewicht, welches für
das fertige Produkt benötigt
wird. Die Fasern der Fasermatte 10 könnten aus einer Mischung von
Wolle und Polyamidfa sern zusammengestellt sein, jedoch können auch
andere Fasern aufgenommen oder ersetzt werden, sofern notwendig
oder gewünscht.
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Die Fasermatte 10 wird dann
durch eine Vor-Nadel-Nadelfilzmaschine 11 geführt, wobei
die Matte während
des Nadelns derart gekrümmt
wird, daß die
Nadeln die Matte in einer Vielzahl von Winkeln penetrieren, einschließlich einer
Vielzahl von Winkeln, die nicht senkrecht zu der Oberfläche der Fasermatte
liegen. Die Maschine 11 hat ein entsprechend geformtes
Nadelbett 12, welches ungefähr fünftausend Nadeln aufweist,
die in einer abwärts schlagenden
Konfiguration eingerichtet sind (d. h., daß die Nadeln von oben in die
Fasermatte getrieben werden). Die Vor-Nadelmaschine 11 ist
vorzugsweise von der Art, wie in der GB2315281-A beschrieben und
unter dem Markennamen "Fehrer
H1 Technology" von
der Fehrer Fabrik aus Österreich
verkauft.
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Die Form und Größe der Nadeln, die für den Gebrauch
in der Vor-Nadelmaschine 11 ausgewählt werden, wird von den benötigten Resultaten
abhängen.
Die Nadeln sind vorzugsweise "three-inch, 40-gauge"-Nadeln mit regulären Widerhaken.
Verzug (Verringerung der linearen Dichte beim Ziehen oder Dehnen
in Längsrichtung),
Eindringtiefe der Nadel sowie die Eindringdichte (Anzahl der Nadelpenetrationen
pro Flächeneinheit
der Matte) werden gemäß den Produktanforderungen
variiert. Für
eine Tennisballumhüllung
von guter Qualität
ist es bevorzugt, einen Verzug von ungefähr 15% zu verwenden und eine
Eindringtiefe von ungefähr
10 mm bei ungefähr achtzig
Nadelpenetrationen pro Quadratzentimeter Fasermatte vorzusehen.
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Die vorgenadelte Fasermatte 13 wird,
wie aus der Vor-Nadelmaschine 11 zugeführt, zusammen mit einem geeigneten
Baumwollgewebe (Unterlagengewebe) 14 durch eine Abschluß-Nadelmaschine 15 geführt, wobei
die Breite und Länge
der Matte 13 üblicherweise
horizontal sind. Das Unterlagengewebe 14 ist vorzugsweise
eine aus Polyester oder Polyamid bestehende Kettware mit einem Gewicht
von ca. 75 Gramm pro Quadrat meter. Die Maschine 15 hat zwei
Nadelbetten 16 und 17, wobei jedes Nadelbett der
Nadelbetten 16 und 17 ungefähr fünftausend Nadeln aufweist,
das erste Nadelbett 16 ist in einer Up-punch-Konfiguration
angeordnet, und das zweite Nadelbett 17 ist in einer Down-punch-Konfiguration angeordnet.
("Up-punch" bezieht sich darauf,
daß die Nadeln
von unten in die Fasermatte getrieben werden, und "down-punch" bezieht sich darauf,
daß die Nadeln
von oben in die Fasermatte getrieben werden). Jedes der Nadelbetten 16 und 17 ist
in der Längsebene
gekrümmt,
d. h. in der Ebene, die sich in die Richtung erstreckt, in die sich
die Fasermatte durch die Nadelmaschine 15 bewegt und welche auch
senkrecht zu der Quererstreckung der üblicherweise horizontalen Fasermatte 13 ist
(beispielsweise wie in GB2306519-A und GB2312220-A beschrieben),
wobei die Fasermatte 13 (und das Baumwollgewebe 14)
während
des Nadelns durch die jeweiligen Nadelbetten 16 und 17 entsprechend
gekrümmt
sind. Eine solche Krümmung
führt dazu,
daß die
Fasermatte 13 und das Baumwollgewebe 14 in einer
Vielzahl von Winkeln genadelt werden, einschließlich einer Vielzahl von Winkeln,
die nicht senkrecht zur Oberfläche
der Matte sind, wodurch ein Nadelfilz produziert wird, in welchem
die Fasern hochgradig verwickelt sind (wie in 2 dargestellt).
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Am oberen oder Eingangsende der Nadelmaschine 15 wird
das Unterlagengewebe 14 zugeführt, so daß es entlang und über der
Fasermatte 13 liegt. Daher wird das erste (up-punch) Nadelbett 16 der
Endbearbeitungs-Nadelmaschine 15 die Fasern von der Fasermatte 13 nach
oben durch das Baumwollgewebe 14 nadeln, während das
zweite (down-punch) Nadelbett 17 die Fasern nach unten durch
das Baumwollgewebe 14 in die Fasermatte 13 nadeln
wird. Indem die Schlagdichte und die Tiefe der Nadelpenetration
bei dem zweiten Nadelbett 17 selektiv verändert wird,
ist es möglich,
die Faserdichte über
die Dicke des fertig bearbeiteten Nadelfilzes 18 kontrolliert
zu verändern.
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Die Nadeln, die zur Vermeidung in
der Endbearbeitungs-Nadelmaschine 15 ausgesucht werden,
hängen
von den benötigten
Resultaten ab. Diese Nadeln sind vorzugsweise " 3-inch, 40 gauge"-Nadeln mit herkömmlichen Widerhaken. Verzug,
Eindringtiefe und Penetrationsdichte können entsprechend den Produktanforderungen
variiert werden, indem diese Parameter in geeigneter Weise variiert werden,
ist es möglich,
die elastischen Eigenschaften, die Oberflächenerscheinung sowie die Verschleißcharakteristika
des Produktes zu verändern. Für einen
Tennisballüberzug
mit einer guten Qualität hat
sich herausgestellt, dass eine Penetration von 14 mm beim Down-punch
und eine Penetration von 10 mm beim Up-punch bei einer Schlagdichte
von achtzig Penetrationen pro Quadratzentimeter ohne Verzug (d.
h. ohne die lineare Dichte beim Verziehen oder Längsdehnen zu reduzieren) gute
Resultate hinsichtlich der Gewährleistung
der Funktionscharakteristika, die für Meisterschaftstennis erreicht
werden müssen,
erzielt werden können.
Der Verweis auf 2 zeigt
den Grund für
diese Verbesserung in den Eigenschaften, nämlich die Verwicklung der Fasern in
vielen verschiedenen Winkeln aufgrund einer Vielzahl von verschiedenen
Nadelpenetrationswinkeln, die aufgrund der Aufzwingung einer Längskrümmung der
Fasermatte beim Nadeln herrührt
(s. 6 der GB2310221-A und 1 der GB2312220-A).
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Das so hergestellte Umhüllungsmaterial
aus Nadelfilz für
einen Tennisball, kann optional weiteren Bearbeitungsschritten unterworfen
werden. Beispielsweise kann ein Wollwalzprozess, sofern benötigt, eingearbeitet
werden, um die Filzcharakteristika zu erhöhen, insbesondere im Hinblick
auf das Aussehen und einige Verschleißaspekte. Zusätzlich kann der
Nadelfilz an dieser Stelle gefärbt
und getrocknet werden. Ein Scher- oder Schneideprozess kann auch angemessen
sein.
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Der Nadelprozess, der an einer in
Längsrichtung
gekrümmten
Matte ausgeführt
wird, führt
zu Faserverwicklungen, indem Fasern durch die Dicke des Filzes in
Winkeln bewegt werden, die anders als die herkömmlichen 90° in bezug auf die Filzoberfläche sind,
wodurch der Faser-zu-Faser-Kontakt bei niedrigeren Schlagdichten
erhöht
wird. Dies erlaubt die Herstellung eines Nadelfilzes, welcher einen
höheren Level
von Faserverwicklungen aufweist, jedoch ohne zusätzliche Konsolidierung. Indem
eine solche Nadelfilz-Technologie verwendet wird und indem die Eindringtiefe
der Nadel kontrolliert wird, ist es möglich, die Dichte des Filzes über seine
Dicke zu variieren und zu kontrollieren.
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Um einen Tennisball herzustellen,
der mit einem Nadelfilz, der nach einem Verfahren, gemäß 3 beschrieben, umhüllt ist,
werden geeignete geformte Rohlinge aus dem Nadelfilz herausgeschnitten
und dann auf den Kern des Balles, der aus einer elastischen, hohlen
Gummikugel von angemessenen Ausmaßen besteht, aufgeklebt. Solche
Rohlinge können
die "Figur-Acht"- Rohlinge sein,
die traditionell als Paare für
die Herstellung von Umhüllungen eines
Tennisballs verwendet werden. Die Unterlage 14 stellt eine
weiche Unterschicht-Oberfläche
zur Verfügung,
die ein gutes Haften zwischen dem Nadelfilz und dem hohlen Gummikern
des Balles ermöglicht.
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Die zur Herstellung eines Filzes
zur Ballumhüllung
bevorzugt eingesetzte Nadelmaschine ist schematisch in 3 gezeigt, jedoch können auch modifizierte
Anordnungen eingesetzt werden. Beispielsweise können zwei separate Nadelmaschinen (nicht
gezeigt) in Reihe benutzt werden (mit geeigneter Synchronisation
der Faserbewegung). Alternativ kann eine Nadelmaschine mit nur einem
Nadelbett eingesetzt werden. Die Vor-Nadelmaschine kann in die Nadelmaschine
integriert werden oder beim Nadelfilzprozess entfallen.
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Während
einige Modifikationen und Variationen der bevorzugten Ausführungsformen
oben beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und
andere Modifikationen oder Variationen können vorgenommen werden, ohne
daß der Schutzbereich
der Erfindung, wie in den angefügten Ansprüchen definiert,
verlassen wird.