EP4673290A1 - Tischtennisschlägerbelag - Google Patents

Tischtennisschlägerbelag

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EP4673290A1
EP4673290A1 EP24712187.4A EP24712187A EP4673290A1 EP 4673290 A1 EP4673290 A1 EP 4673290A1 EP 24712187 A EP24712187 A EP 24712187A EP 4673290 A1 EP4673290 A1 EP 4673290A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vulcanization
phr
blank
starting materials
elastomer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24712187.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Simon BROHM
Siegfried KETTLITZ
Thomas Kraus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Esn Deutsche Tischtennis Technologie GmbH
Original Assignee
Esn Deutsche Tischtennis Technologie GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Esn Deutsche Tischtennis Technologie GmbH filed Critical Esn Deutsche Tischtennis Technologie GmbH
Publication of EP4673290A1 publication Critical patent/EP4673290A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/04—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles consisting of at least two parts of chemically or physically different materials, e.g. having different densities
    • B29C44/06—Making multilayered articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C44/34—Auxiliary operations
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    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/3488—Vulcanizing the material before foaming
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2102/00—Application of clubs, bats, rackets or the like to the sporting activity ; particular sports involving the use of balls and clubs, bats, rackets, or the like
    • A63B2102/16—Table tennis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2209/00—Characteristics of used materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B59/00—Bats, rackets, or the like, not covered by groups A63B49/00 - A63B57/00
    • A63B59/40—Rackets or the like with flat striking surfaces for hitting a ball in the air, e.g. for table tennis
    • A63B59/42—Rackets or the like with flat striking surfaces for hitting a ball in the air, e.g. for table tennis with solid surfaces
    • A63B59/45—Rubber parts thereof; characterised by bonding between a rubber part and the racket body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2007/00—Use of natural rubber as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2021/00—Use of unspecified rubbers as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/52—Sports equipment ; Games; Articles for amusement; Toys
    • B29L2031/5245—Rackets

Definitions

  • the invention relates to a table tennis racket covering and to a method for its production.
  • Conventional (table tennis racket) coverings usually consist of two layers, namely an unfoamed and pimpled top layer, which when assembled represents the outer layer of the covering (facing away from the wood of the racket), and a foamed bottom layer, which when assembled is arranged between the top layer and the wood of the (table tennis) racket. Both layers are usually made of a fully cross-linked elastomer (rubber).
  • the top layer is therefore also referred to as “top rubber” or “pimpled rubber”.
  • the bottom layer is also referred to as "sponge”.
  • the main job of the top rubber is usually to ensure the best possible grip between the ball and the racket when the ball hits the ball, and thus in particular to enable the ball rotation (spin) to be reversed or increased when the ball is hit.
  • anti-rubbers which are specifically designed to achieve low grip.
  • the main job of the sponge is usually to efficiently transfer the kinetic energy to the ball when the ball is hit, and thus to accelerate the ball as much as possible.
  • the strength of the grip provided by the rubber between the ball and the racket is referred to as the "grip" of the rubber.
  • the ability of the rubber to transfer the kinetic impact energy to the ball and thus to accelerate the ball is referred to as the "speed" of the rubber.
  • the two layers of the covering are usually manufactured separately from one another.
  • the sponge is split off as a thin layer from a rubber sponge (cellular rubber) manufactured as a block and glued to the top rubber using an elastic adhesive.
  • the covering formed in this way is glued to the wood of the racket during assembly using another layer of adhesive, so that the sponge is positioned between the wood of the racket and the top rubber.
  • the top rubber is usually applied to the racket in such a way that the pimples face inwards and the smooth side of the top rubber faces outwards.
  • rackets where the pimpled side of the top rubber faces outwards when assembled.
  • Rackets with pimples facing outwards sometimes do not have a sponge.
  • the top rubber is applied directly to the wood.
  • Such coverings which only consist of the top rubber, are particularly easy and inexpensive to produce, as the steps for producing the sponge and gluing the two layers are omitted. However, they are often of poor quality and, in particular, often have very poor grip and speed.
  • the invention is based on the object of simplifying the production of a high-quality table tennis racket covering.
  • the covering according to the invention is formed from a single, one-piece rubber layer (ie from a single, one-piece elastomer body made of a fully cross-linked, elastomeric matrix material).
  • the one-piece elastomer body of the covering according to the invention takes on both the function of the top rubber and the function of the sponge.
  • the elastomer body has a foamed inner area and a smooth (also: pore-free) outer surface on the outside.
  • “Foamed” here means that the elastomer body has a foam or sponge-like structure in the inner area, in which the matrix material encloses a large number of gas-filled cavities ("pores").
  • “Smooth” or “pore-free” means that the pores of the foamed inner area - in contrast to the sponge of a normal table tennis racket covering - are closed to the outer surface.
  • the covering has an edge region adjacent to its outer surface in which the elastomer body is unfoamed, i.e. it has no foam or sponge-like structure and thus - apart from possible isolated manufacturing defects or holes introduced after the vulcanization process - has no gas-filled cavities.
  • the covering according to the invention Due to the interaction of the smooth outer surface with the foamed inner area, the covering according to the invention has a similar speed and grip as a conventional covering made of comparable material and with comparable thickness with upper rubber and separately manufactured sponge. Due to the one-piece structure of the elastomer body, the covering according to the invention is characterized by significantly simplified manufacture compared to such conventional coverings.
  • the matrix material of the elastomer body has a homogeneous elastomer composition.
  • the elastomer body is formed by a single rubber layer made of a single rubber material, in which the foamed inner area and the smooth outer surface are forming edge areas merge into one another without a material boundary of the matrix material.
  • the elastomer body preferably has a thickness of 1.5 to 6 mm [millimeters].
  • the foamed inner region of the single-layer elastomer body has, in an advantageous dimension, a density of 0.3 to 0.9 g/cm 3 [grams per cubic centimeter], while the matrix material of the elastomer body itself (without taking into account the gas-filled pores enclosed in the inner region) has a density of 0.8 to 1.5 g/cm 3 .
  • the elastomer body comprises an upper layer and a lower layer that are directly bonded to one another.
  • the lower layer forms the foamed inner area, while the smooth outer surface is formed on the upper layer.
  • the upper layer and the lower layer are manufactured in a common manufacturing process.
  • the upper layer and the lower layer are manufactured by co-vulcanization and are bonded to one another at the same time.
  • material bond or “material bond” is understood here and below to mean that the parts connected to one another are held together at their contact surfaces by material union or cross-linking (e.g. due to atomic or molecular bonding forces, namely covalent bonds).
  • the material bond between the two layers of the covering is "direct” in that there is no bonding agent, in particular no adhesive, between the two layers.
  • the adhesive layer that connects the two separately manufactured layers in conventional coverings is therefore missing in the covering according to the invention.
  • the top layer is unfoamed over its entire thickness.
  • the entire top layer thus forms an unfoamed Edge area, which also forms the smooth outer surface.
  • the top layer also has foaming in an area adjacent to the bottom layer.
  • the upper layer preferably has a thickness of 0.1 to 2 mm (in particular between 0.5 mm and 2 mm), and the lower layer has a thickness of 1.5 to 6 mm (in particular between 2 mm and 5 mm).
  • the density of the lower layer forming the foamed inner region of the covering is advantageously 0.3 to 0.9 g/cm 3 .
  • the upper layer preferably has a density of between 0.5 g/cm 3 and 1.5 g/cm 3 , which also depends on whether and, if so, how pronounced any foaming of the upper layer is.
  • the matrix material itself preferably has a density of 0.8 to 1.5 g/cm 3 in both layers of the multi-layer covering.
  • the covering is produced by a two-stage vulcanization process in which a partially vulcanized blank mixed with a blowing agent is expanded between a first incomplete vulcanization step and a second vulcanization step.
  • vulcanization refers to the process leading to the production of a vulcanized end product, i.e. a fully cross-linked elastomer.
  • vulcanization e.g. vulcanization step, vulcanization time, vulcanization temperature, etc. refers to individual steps or variables in the vulcanization process, even if they do not lead to the vulcanized end product.
  • unreactive starting materials of an elastomer composition are mixed to form a premix in a first mixing step, preferably using an internal mixer.
  • the unreactive starting materials of the elastomer composition comprise at least one polymer (ie a pure polymer or a polymer mixture) and zinc oxide and - optionally - at least one plasticizer and/or at least one filler.
  • the polymer used is For the purposes of the invention, either natural rubber or a synthetic rubber, in particular EPDM, is used.
  • a second mixing step reactive starting materials of the elastomer composition are added to the premix - preferably using a rolling mill or again an internal mixer.
  • the reactive starting materials comprise at least one accelerator (preferably at least one primary accelerator and at least one secondary accelerator), sulfur and a blowing agent.
  • the second mixing step results in a plastically deformable mass, which is referred to as the blank of the elastomer body.
  • the partially vulcanized semi-finished product is expanded (also "blown") under the effect of the blowing agent decomposed by the effect of the temperature, so that the partially vulcanized semi-finished product expands with the formation of pores (also "cell formation”).
  • the foamed inner area of the elastomer body is formed.
  • the first vulcanization step and the second vulcanization step are dimensioned such that the first vulcanization time is between 5% and 25%, in particular about 10%, of the second vulcanization time; accordingly, the first vulcanization time is between about 4.5% and 20%, in particular about 9%, of the total vulcanization time resulting from the sum of the first and second vulcanization times.
  • a second variant of the method according to the invention is used to produce the multi-layer (in particular two-layer) variant of the coating according to the invention.
  • This method variant is similar to the method described above, with the exception of the deviations described in more detail below.
  • unreactive starting materials of a first elastomer composition and unreactive starting materials of a second elastomer composition are mixed to form a first premix or a second premix.
  • the unreactive starting materials of the first and second elastomer compositions each comprise at least one polymer (i.e. a pure polymer or a polymer mixture) and zinc oxide and - optionally - at least one plasticizer and/or at least one filler.
  • the two premixes are further processed by adding reactive starting materials of the first and second elastomer compositions to form the first and second blank layers, respectively.
  • the reactive starting materials of the first and second elastomer compositions each comprise at least one accelerator and sulfur.
  • the reactive starting materials of the second elastomer composition additionally comprise a blowing agent.
  • the two blank layers are placed flat on top of each other and combined to form the blank by applying contact pressure, in particular by means of a pressure roller or cylinder.
  • the blank composed of the two blank layers is then - analogous to the production of the single-layer coating described above
  • the first vulcanization step and the second vulcanization step are carried out in different forms (i.e. in a first form and a second form) in a practical embodiment of the process, whereby these two forms differ in the thickness of the cavities enclosed in their closed state; the second form leaves more space for the (then expanded) semi-finished product than the first form.
  • the first form is preferably gas-tight when closed in order to prevent the gaseous propellant from escaping during the first vulcanization step.
  • the second form is also gas-tight when closed.
  • the starting materials of the elastomer composition of the single-layer covering or the two elastomer compositions of the two-layer covering are preferably contain - in addition to 100 phr of the respective polymer or polymer mixture - each:
  • a filler in particular magnesium carbonate or chalk
  • a plasticizer in particular a naphthenic oil or phthalate
  • a sulfenamide-based primary accelerator in particular TBBS or CBS
  • a secondary accelerator based on thiuram, dithiocarbamate and/or dithiophosphate in particular TMTD, TMTM, ZBEC, ZDMC or TP,
  • a vulcanization retarder in particular N-phenyl-N-[(trichloromethyl)thio]benzenesulphonamide)
  • phr parts per hundred rubber
  • phr is a unit of measurement commonly used in rubber production, which represents 100% of the total amount of rubber in the raw materials of an elastomer composition. is added. All other components of the raw materials, in particular fillers, plasticizers, accelerators, vulcanization retarders, etc. are added, so that the total amount of the raw materials specified in phr is usually more than 100%.
  • the invention relates to a table tennis racket covering with a one-piece elastomer body made of a fully cross-linked, elastomer matrix material.
  • the elastomer body has a foamed inner region and a smooth outer surface on the outside.
  • the covering is produced according to the method according to the invention by a two-stage vulcanization process in which a partially vulcanized blank mixed with a blowing agent is expanded between a first incomplete vulcanization step and a second vulcanization step.
  • the elastomer body is formed by combining and co-vulcanizing two blank layers, at least one of which is mixed with the blowing agent to form the foamed inner region. medium.
  • the upper layer has no pimples, especially not on the side facing the lower layer.
  • the method according to the invention is specifically aimed at producing a table tennis racket covering from a single- or multi-layered elastomer body that is always produced in one piece.
  • a particular embodiment of the method therefore consists in using the elastomer body resulting from the method according to the invention as a table tennis racket covering.
  • Fig. 1 shows a schematic flow diagram of a method for producing a (table tennis racket) covering which is formed from a one-piece elastomer body made of a fully cross-linked, elastomeric matrix material, wherein the elastomer body is formed from a foamed lower layer and an unfoamed upper layer with a smooth outer surface, and wherein the lower layer and the upper layer are produced together by co-vulcanization and are directly bonded to one another,
  • Fig. 2 shows a sectional view of an example of the covering produced by the method according to Fig. 1, Fig. 3 in a representation according to Fig. 1 an alternative method for producing a (table tennis racket) covering, the one-piece elastomer body of which is formed from a fully cross-linked, elastomeric matrix material with a homogeneous elastomer composition, wherein the elastomer body in turn has a foamed inner region and a smooth outer surface on an outer side, and
  • FIG. 4 in representation according to Fig. 2 an example of the covering produced by the method according to Fig. 3.
  • Fig. 1 illustrates a method for producing a (table tennis racket) covering B - shown by way of example in Fig. 2 - which is made from two layers of fully cross-linked, elastomeric matrix material (i.e. a rubber).
  • the two layers namely an upper layer 0 and a lower layer U, are produced together by co-vulcanization and are thereby directly bonded together.
  • the upper layer 0 points outwards when the covering B is mounted on the wood of a (table tennis) racket. In the example shown, this upper layer 0 is unfoamed and has a smooth, i.e.
  • the process begins with a first mixing step 2, in which unreactive starting materials of a first elastomer composition are mixed separately in an internal mixer to form a first premix V1 (sub-step 2a) and unreactive starting materials of a second elastomer composition are mixed to form a second premix V2 (sub-step 2b).
  • the unreactive starting materials of the first and second elastomer compositions each comprise a polymer and zinc oxide and - optionally - a plasticizer and/or one or more fillers.
  • phr filler e.g. magnesium carbonate or chalk
  • phr plasticizer e.g. naphthenic oil or phthalate.
  • reactive starting materials of the first elastomer composition are mixed into the first premix V1 using a rolling mill (sub-step 4a).
  • reactive starting materials of the second elastomer composition are also mixed into the second premix V2 using the rolling mill (sub-step 4b).
  • the reactive starting materials comprise sulfur, a primary accelerator and a secondary accelerator, for example
  • Dithiocarbamate ZBEC, ZDMC; Dithiophosphate: TP,
  • Vulkalent E chemical name: N-phenyl-N-[(trichloromethyl)thio]benzenesulphonamide
  • sulfur 0.5 - 4 phr sulfur
  • a blowing agent e.g. OBSH
  • OBSH e.g. 1,3-butanediol
  • the first premixture V1 is further processed into a first blank layer S1 and the second premixture V2 is further processed into a second blank layer S2.
  • the first blank layer S1 has, for example, a thickness of 0.1 to 2.0 mm (in particular 0.5 - 2.0 mm).
  • the second blank layer S2 has, for example, a thickness of 1.0 to 2.5 mm.
  • the two blank layers S1 and S2 are placed flat on top of each other.
  • the blank layers S1 and S2 placed on top of each other are pressed together by means of a pressure roller or roll and are thereby directly connected to one another to form a blank R.
  • the blank R has a thickness of 1.1 to 3.5 mm, for example, after the combination step 6.
  • the elastomer body E is then produced from the blank R in a two-stage vulcanization process.
  • the blank R is placed in the cavity of a first heatable metal mold in a first vulcanization step 8 and is exposed to a first vulcanization temperature for the duration of a first vulcanization time.
  • the cavity of the first mold has, for example, a flat, rectangular contour with a thickness of e.g. 1.0 to 3.4 mm.
  • the blank R is cut in such a way that it completely fills the cavity of the first mold.
  • the first vulcanization time and the first vulcanization temperature are selected in such a way that the blank R is only partially vulcanized, so that the vulcanization process is not completed.
  • the first vulcanization time is only between about 5% and 20% of the total vulcanization time required to complete the vulcanization. reaction, i.e. for the complete cross-linking of the elastomer material.
  • the heat supply in the first vulcanization step 8 also decomposes the blowing agent, generating gas.
  • the first mold is designed in such a way that it seals the cavity it encloses gas-tight, so that the gas released from the blowing agent cannot escape.
  • the first mold is opened in an expansion step 10.
  • the partially vulcanized semi-finished product H formed from the blank R by the first vulcanization step 8 is expanded (blown) by the effect of the gas released from the blowing agent, thereby forming the foamed inner region C of the covering B.
  • the strength of the crosslinking after the first vulcanization step 8 and thus the strength of the expansion are controlled by the first vulcanization time.
  • the now partially vulcanized and expanded semi-finished product H' is placed in a second heatable metal mold that has a thicker cavity than the first mold, e.g. a thickness of between 2 and 6 mm.
  • the expanded semi-finished product H' is exposed to a second vulcanization temperature for the duration of a second vulcanization time.
  • the second vulcanization time and the second vulcanization temperature are dimensioned such that the expanded semi-finished product H' is fully vulcanized in the second vulcanization step 12, i.e. that the vulcanization reaction is fully completed.
  • the result of the second vulcanization step 12 is the fully cross-linked elastomer body E.
  • the elastomer body E After opening the second mold, the elastomer body E has a thickness of 2 to 6 mm, for example, with the unfoamed upper layer 0 having a thickness of 0.1 to 2.0 mm, in particular about 0.5 mm.
  • the finished covering B is cut or punched to a final size of 17 x 17 cm, for example.
  • the elastomer body E is optionally cut or milled on an inner surface I (Fig. 2) opposite the outer surface A, so that - as with the sponge of a normal table tennis racket covering - the porous structure of the base layer U is clearly visible on the inner surface I.
  • the matrix material of the elastomer body E both in the upper layer 0 and in the lower layer U (without taking into account the gas-filled pores), has a density between 0.8 g/cm 3 and 1.5 g/cm 3 .
  • the density of the lower layer U is between 0.3 g/cm 3 and 0.9 g/cm 3 .
  • the finished covering B has a thickness between 2 mm and 6 mm.
  • Example 1 (Two-layer coating B based on natural rubber):
  • the first mixing step 2 was carried out for both the first premix V1 and the second premix V2 using an internal mixer.
  • the second mixing step 4 was carried out for both the first blank layer S1 and the second blank layer S2 by means of a rolling mill.
  • the second blank layer S2 was rolled out to a layer thickness of 1.9 mm.
  • the first blank layer S1 was rolled out to a layer thickness of 0.3 mm and applied flatly to the second blank layer S2 using a pressure roller to form the blank R.
  • the first vulcanization step 8 was carried out in the first mold at a first vulcanization temperature of 140 °C for a first vulcanization time of 150 s.
  • the second vulcanization step 12 was carried out in the second mold at a second vulcanization temperature of 140 °C for a second vulcanization time of 1500 s.
  • FIG. 2 A sectional view of the elastomer body E of the covering B resulting from Example 1 is shown in Fig. 2.
  • the unfoamed upper layer 0 provided with a smooth outer surface A and the foamed (i.e. provided with a large number of pores P) lower layer U can be seen.
  • the combination step 6, the first vulcanization step 8, the expansion step 10 and the second vulcanization step 12 were carried out according to Example 1. However, in contrast to Example 1, the first vulcanization step 8 and the second vulcanization step 12 were carried out at a (first and second) vulcanization temperature of 170 °C. The first vulcanization time was 180 s. The second vulcanization time was - as in Example 1 - 1500 s.
  • Process variant for producing a coating B from a single-layer elastomer body E A simplified variant of the process, in which the elastomer body E of the covering B is produced in a single layer with a homogeneous elastomer composition, is shown in Fig. 3.
  • Fig. 3 The process according to Fig. 3 is similar in its basic sequence to the process from Fig. 1, so that reference is made to the above explanations. However, in the first mixing step 2 (instead of the two premixes V1 and V2) only a single premix V is produced from unreactive starting materials of the elastomer composition.
  • the reactive starting materials of the elastomer composition including a blowing agent, are mixed into this premix V.
  • the blank R results directly from the second mixing step 4.
  • the combination step 6 of the process according to Fig. 1 is omitted here.
  • the method according to Fig. 3 is similar to the method according to Fig. 1.
  • the matrix material of the elastomer body E (without taking into account the gas-filled pores) has a density between 0.8 g/cm 3 and 1.5 g/cm 3 . Taking into account the pores, the density of the elastomer body E is between 0.3 g/cm 3 and 0.9 g/cm 3 . In particular, the finished coating has a thickness between 2 mm and 6 mm.
  • the premix V is again produced in an internal mixer.
  • the first vulcanization step 8 was carried out in the first mold at a first vulcanization temperature of 140 °C for a first vulcanization time of 150 s.
  • the second vulcanization step 12 was carried out in the second mold at a second vulcanization temperature of 140 °C for a second vulcanization time of 1500 s.
  • FIG. 4 A sectional view of the elastomer body E of the coating B resulting from Example 3 is shown in Fig. 4.
  • the foamed inner region C and the smooth (i.e. pore-free) outer surface A of the elastomer body E can be seen.
  • the lack of a layer boundary within the elastomer body E is also clear in Fig. 4.
  • Example 4 (Single-layer coating B based on EPDM): In a second example of the single-layer coating B that can be produced using the process shown in Fig. 3, the following starting materials were used for the production of the premix V in the first mixing step 2:
  • the first vulcanization step 8, the expansion step 10 and the second vulcanization step 12 were carried out according to Example 3. However, in contrast to Example 3, the first vulcanization step 8 and the second vulcanization step 12 were carried out at a (first and second) vulcanization temperature of 170 °C.
  • the first vulcanization time was 180 s.
  • the second vulcanization time was - as in Example 3 - 1500 s.

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Abstract

Es wird ein Tischtennisschlägerbelag (B) mit einem einstückigen Elastomerkörper (E) aus einem vollvernetzten, elastomeren Matrixmaterial angegeben. Der Elastomerkörper (E) weist einen geschäumten Innenbereich (C) und an einer Außenseite eine glatte Außenfläche (A) auf. Der Belag (B) wird gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren durch einen zweistufigen Vulkanisationsprozess hergestellt, in welchem zwischen einem ersten unvollständigen Vulkanisierschritt (8) und einem zweiten Vulkanisierschritt (12) ein mit einem Treibmittel versetzter teilvulkanisierter Rohling (H) expandiert wird. In einer Verfahrensvariante wird der Elastomerkörper (E) durch Kombination und Co-Vulkanisation zweier Rohling-Schichten (S1, S2) gebildet, von denen zumindest eine zur Bildung des geschäumten Innenbereichs (C) mit dem Treibmittel versetzt ist.

Description

Beschreibung
Tischtennisschlägerbelag
Die Erfindung bezieht sich auf einen Tischtennisschlägerbelag sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Herkömmliche (Tischtennisschläger-)Beläge bestehen in der Regel aus zwei Schichten, nämlich einer ungeschäumten und mit Noppen versehenen Oberschicht, die im montierten Zustand die (vom Holz des Schlägers abgewandte) äußere Schicht des Belags darstellt, und einer geschäumten Unterschicht, die in montiertem Zustand zwischen der Oberschicht und dem Holz des (Tischtennis-) Schlägers angeordnet ist. Beide Schichten sind regelmäßig aus einem vollvernetzten Elastomer (Gummi) hergestellt. Die Oberschicht wird daher auch als „Obergummi“ oder „Noppengummi“ bezeichnet. Die Unterschicht wird auch als „Schwamm“ bezeichnet.
Die Hauptaufgabe des Obergummis besteht meistens darin, eine möglichst gute Haftung zwischen dem Ball und dem Schläger beim Auftreffen des Balls zu gewährleisten und damit insbesondere eine Umkehr oder Verstärkung der Ballrotation (Spin) beim Schlag zu ermöglichen. Allerdings gibt es auch „Anti-Beläge“, mit denen gezielt eine geringe Haftung erzielt werden soll. Die Hauptaufgabe des Schwamms besteht in der Regel darin, die kinetische Energie beim Schlag effizient auf den Ball zu übertragen, und somit den Ball möglichst stark zu beschleunigen. Die Stärke der von dem Belag vermittelten Haftung zwischen dem Ball und dem Schläger wird als „Griffigkeit“ des Belags bezeichnet. Die Fähigkeit des Belags zur Übertragung der kinetischen Schlagenergie auf den Ball und somit zur Beschleunigung des Balls wird als „Schnelligkeit“ des Belags bezeichnet. Die beiden Schichten des Belags werden üblicherweise separat voneinander hergestellt. Der Schwamm wird dabei als dünne Schicht von einem als Block hergestellten Gummischwamm (Zellkautschuk) abgespalten und mittels eines elastischen Klebstoffs mit dem Obergummi verklebt. Der auf diese Weise gebildete Belag wird im Zuge der Montage mittels einer weiteren Klebstoffschicht mit dem Holz des Schlägers verklebt, so dass der Schwamm zwischen dem Holz des Schlägers und dem Obergummi angeordnet ist.
Meistens ist der Obergummi derart auf dem Schläger aufgebracht, dass die Noppen nach innen stehen und somit die glatte Seite des Obergummis nach außen weist. Allerdings gibt es alternativ auch Schläger, bei denen die genoppte Seite des Obergummis im montierten Zustand nach außen weist. Bei Schlägern mit nach außen zeigenden Noppen fehlt mitunter der Schwamm. Der Obergummi wird hier direkt auf dem Holz aufgebracht. Solche nur aus dem Obergummi bestehenden Beläge sind besonders einfach und günstig herzustellen, da die Schritte für die Herstellung des Schwamms und die Verklebung der beiden Schichten wegfallen. Sie sind aber oft nur von geringer Qualität und weisen insbesondere regelmäßig eine sehr geringe Griffigkeit und Schnelligkeit auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines hochqualitativen Tischtennisschlägerbelags zu vereinfachen.
Bezüglich eines (Tischtennisschläger-)Belags wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 . Bezüglich eines Verfahrens zur Herstellung des Belags wird die obige Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 9. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
Im Gegensatz zu herkömmlichen hochqualitativen Belägen, die aus zwei miteinander verklebten Gummischichten bestehen, ist der erfindungsgemäße Belag aus einer einzigen einstückigen Gummischicht (d.h. aus einem einzigen einstückigen Elastomerkörper aus einem vollvernetzten, elastomeren Matrixmaterial) gebildet. Anders als bei den nur aus dem Obergummi (und somit ebenfalls nur aus einer einzigen einstückigen Gummischicht) bestehenden Belägen (wie sie bei kostengünstigen Schlägern oder Schlägern ohne Umkehr der Ballrotation eingesetzt werden) übernimmt der einstückige Elastomerkörper des erfindungsgemäßen Belags aber sowohl die Funktion des Obergummis als auch die Funktion des Schwamms. Der Elastomerkörper weist hierzu einen geschäumten Innenbereich und an einer Außenseite eine glatte (auch: porenfreie) Außenfläche auf. „Geschäumt“ bedeutet hierbei, dass der Elastomerkörper in dem Innenbereich eine schäum- oder schwammartige Struktur aufweist, bei der das Matrixmaterial eine von Vielzahl von gasgefüllten Hohlräumen (“Poren“) umschließt. „Glatt“ oder „porenfrei“ bedeutet, dass die Poren des geschäumten Innenbereichs - im Gegensatz zu dem Schwamm eines gewöhnlichen Tischtennisschlägerbelags - zu der Außenfläche hin geschlossen sind. Bevorzugt weist der Belag hierbei einen an seine Außenfläche angrenzende Randbereich auf, in dem der Elastomerkörper ungeschäumt ist, d.h. keine schäum- oder schwammartige Struktur und somit - gegebenenfalls von vereinzelten Fertigungsfehlern oder nach dem Vulkanisationsprozess eingebrachten Löchern abgesehen - keine gasgefüllten Hohlräume aufweist.
Durch die Zusammenwirkung der glatten Außenfläche mit dem geschäumten Innenbereich weist der erfindungsgemäße Belag eine ähnliche Schnelligkeit und Griffigkeit auf wie ein aus vergleichbarem Material und mit vergleichbarer Stärke hergestellter herkömmlicher Belag mit Obergummi und separat gefertigtem Schwamm. Aufgrund der einstückigen Struktur des Elastomerkörpers zeichnet sich der erfindungsgemäße Belag aber im Vergleich zu solchen herkömmlichen Belägen durch eine deutlich vereinfachte Herstellbarkeit aus.
In einer einfacheren und daher besonders rationell herstellbaren Variante des erfindungsgemäßen Belags weist das Matrixmaterial des Elastomerkörpers eine homogene Elastomer-Zusammensetzung auf. Der Elastomerkörper ist also mit anderen Worten durch eine einzelne Gummilage aus einem einzigen Gummimaterial gebildet, in der der geschäumte Innenbereich und der die glatte Außenfläche aus- bildende Randbereich ohne Materialgrenze des Matrixmaterials ineinander übergehen.
Der Elastomerkörper weist bei dieser einschichtigen Variante des Belags vorzugsweise eine Dicke von 1 ,5 bis 6 mm [Millimeter] auf. Der geschäumte Innenbereich des einschichtigen Elastomerkörpers weist in einer vorteilhaften Dimensionierung eine Dichte von 0,3 bis 0,9 g/cm3 [Gramm pro Kubikzentimeter] auf, während das Matrixmaterial des Elastomerkörpers selbst (ohne Berücksichtigung der in dem Innenbereich eingeschlossenen gasgefüllten Poren) eine Dichte von 0,8 bis 1 ,5 g/cm3 aufweist.
In einer herstellungstechnisch komplexeren, aber dafür flexibler und hochqualitativer gestaltbaren Variante des Belags umfasst der Elastomerkörper eine Oberschicht und eine Unterschicht, die unmittelbar miteinander stoffschlüssig verbunden sind. Die Unterschicht bildet dabei den geschäumten Innenbereich aus, während die glatte Außenfläche an der Oberschicht gebildet ist. Anders als bei herkömmlichen Belägen werden die Oberschicht und die Unterschicht hierbei in einem gemeinsamen Herstellungsprozess hergestellt. Insbesondere sind die Oberschicht und die Unterschicht durch Co-Vulkanisation hergestellt und dabei gleichzeitig stoffschlüssig miteinander verbunden.
Unter „Stoffschluss“ oder einer „stoffschlüssigen Verbindung“ wird hier und im Folgenden verstanden, dass die miteinander verbundenen Teile an ihren Kontaktflächen durch stoffliche Vereinigung oder Vernetzung (bspw. aufgrund von atomaren oder molekularen Bindungskräften, nämlich kovalenten Bindungen) zusammengehalten werden. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Schichten des Belags ist insofern „unmittelbar“ als den beiden Schichten kein Haftvermittler, insbesondere kein Klebstoff zwischengeordnet ist. Die Klebstoffschicht, die bei herkömmlichen Belägen die beiden separat gefertigten Schichten verbindet, fehlt bei dem erfindungsgemäßem Belag also.
Vorzugsweise ist die Oberschicht dabei über ihre gesamte Dicke ungeschäumt. Die gesamte Oberschicht bildet in dieser Ausführung somit einen ungeschäumten Randbereich, der auch die glatte Außenfläche bildet. In einer alternativen Ausführung weist auch die Oberschicht in einem an die Unterschicht angrenzenden Bereich eine Schäumung auf.
Vorzugsweise weisen die Oberschicht eine Dicke von 0,1 bis 2 mm (insbesondere zwischen 0,5 mm und 2 mm), und die Unterschicht eine Dicke von 1 ,5 bis 6 mm (insbesondere zwischen 2 mm und 5 mm) auf. Die Dichte der den geschäumten Innenbereich des Belags bildenden Unterschicht beträgt in vorteilhafter Dimensionierung 0,3 bis 0,9 g/cm3 Die Oberschicht hat bevorzugt eine Dichte zwischen 0,5 g/cm3 und 1 ,5 g/cm3, die auch davon abhängt, ob und ggf. wie stark eine etwaige Schäumung der Oberschicht ausgeprägt ist. Das Matrixmaterial selbst hat vorzugsweise in beiden Schichten des mehrschichtigen Belags jeweils eine Dichte von 0,8 bis 1 ,5 g/cm3.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Belag durch einen zweistufigen Vulkanisationsprozess hergestellt, in dem zwischen einem ersten unvollständigen Vulkanisierschritt und einem zweiten Vulkanisierschritt ein mit einem Treibmittel versetzter teilvulkanisierter Rohling expandiert wird. Als „Vulkanisation“ wird hier und im Folgenden der zur Herstellung eines vulkanisierten Endprodukts, d.h. eines vollvernetzten Elastomers, führende Prozess bezeichnet. Mit der Bezeichnung „Vulkanisier(ungs)-“ (so z.B. in Vulkanisierschritt, Vulkanisierungszeit, Vulkanisierungstemperatur, etc.) werden einzelne Schritte oder Größen im dem Vulkanisationsprozess bezeichnet, auch wenn diese nicht zu dem vulkanisierten Endprodukt führen.
Zur Herstellung der einschichtigen Variante des erfindungsgemäßen Belags werden in einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem ersten Mischschritt zunächst unreaktive Ausgangsstoffe einer Elastomer-Zusammensetzung zu einer Vormischung vermischt, wobei vorzugsweise ein Innenmischer eingesetzt wird. Die unreaktiven Ausgangsstoffe der Elastomer-Zusammensetzung umfassen dabei mindestens ein Polymer (d.h. ein reines Polymer oder eine Polymermischung) und Zinkoxid sowie - optional - mindestens einen Weichmacher und/oder mindestens einen Füllstoff. Als Polymer wird in verschiedenen Ausfüh- rungen der Erfindung entweder Naturkautschuk oder ein synthetischer Kautschuk, insbesondere EPDM, herangezogen.
In einem zweiten Mischschritt werden der Vormischung - vorzugsweise unter Nutzung eines Walzwerks oder wiederum eines Innenmischers - reaktive Ausgangsstoffe der Elastomer-Zusammensetzung zugemischt. Die reaktiven Ausgangsstoffe umfassen dabei mindestens einen Beschleuniger (vorzugsweise mindestens einen primären Beschleuniger und mindestens einen sekundären Beschleuniger), Schwefel sowie ein Treibmittel. Aus dem zweiten Mischschritt resultiert eine plastisch verformbare Masse, die als Rohling des Elastomerkörpers bezeichnet wird.
Aus diesem Rohling werden nun in einem zweistufigen Vulkanisationsprozess der (vollständig vernetzte) Elastomerkörper und damit fertige Belag hergestellt. Dabei wird der Rohling in einem ersten Vulkanisierschritt zunächst für die Dauer einer ersten Vulkanisierungszeit bei einer ersten Vulkanisierungstemperatur teilvulkanisiert. „Teilvulkanisiert“ (auch „vorvulkanisiert“) bedeutet hierbei, dass der erste Vulkanisierschritt beendet wird, bevor der Vulkanisationsprozess, d.h. die vollständige Vernetzung des Polymers zur Bildung des Elastomermaterials, abgeschlossen ist. Das Endprodukt des ersten Vulkanisierschritts ist somit ein teilvulkanisiertes Halbzeug (auch als „teilvulkanisierter Rohling“ bezeichnet), in dem das enthaltende Polymermaterial nur teilweise vernetzt ist.
Während des ersten Vulkanisierschritts und/oder anschließend an diesen wird das teilvulkanisierte Halbzeug unter Wirkung des durch die Temperatureinwirkung zersetzten Treibmittels expandiert (auch „gebläht“), so dass sich das teilvulkanisierte Halbzeug unter Porenbildung (auch „Zellbildung“) ausdehnt. Bei diesem Expansionsvorgang wird der geschäumte Innenbereich des Elastomerkörpers gebildet.
In einem zweiten Vulkanisierschritt wird das (teilvulkanisierte und) expandierte Halbzeug (auch als „expandierter Rohling“ bezeichnet) für die Dauer einer zweiten Vulkanisierungszeit bei einer zweiten Vulkanisierungstemperatur ausvulkanisiert. Der Begriff „ausvulkanisiert“ bedeutet hierbei, dass der zweite Vulkanisierschritt bis zum Abschluss der Vulkanisationsreaktion, also bis zur Bildung des vollständig vernetzten Elastomerkörpers, durchgeführt wird. Beispielsweise sind der erste Vulkanisierschritt und der zweite Vulkanisierschritt derart dimensioniert, dass die erste Vulkanisierungszeit zwischen 5% und 25%, insbesondere etwa 10%, der zweiten Vulkanisierungszeit beträgt; entsprechend beträgt die erste Vulkanisierungszeit zwischen etwa 4,5% und 20%, insbesondere etwa 9%, der - sich aus der Summe der ersten und zweiten Vulkanisierzeit ergebenden - gesamten Vulkanisationszeit.
Eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dient zur Herstellung der mehrschichtigen (insbesondere zweischichtigen) Variante des erfindungsgemäßen Belags. Diese Verfahrensvariante gleicht mit Ausnahme der nachfolgend näher beschriebenen Abweichungen dem vorstehend beschrieben Verfahren. In dem ersten Mischschritt werden allerdings zur Bildung der beiden Rohling-Schichten unreaktive Ausgangsstoffe einer ersten Elastomer-Zusammensetzung und unreaktive Ausgangsstoffe einer zweiten Elastomer-Zusammensetzung zu einer ersten Vormischung bzw. einer zweiten Vormischung vermischt. Die unreaktiven Ausgangsstoffe der ersten und zweiten Elastomer-Zusammensetzung umfassen dabei jeweils mindestens ein Polymer (d.h. ein reines Polymer oder eine Polymermischung) und Zinkoxid sowie - optional - mindestens einen Weichmacher und/oder mindestens einen Füllstoff.
In dem zweiten Mischschritt werden die beiden Vormischungen durch Zugabe reaktiver Ausgangsstoffe der ersten bzw. zweiten Elastomer-Zusammensetzung zu der ersten bzw. zweiten Rohling-Schicht weiterverarbeitet. Die reaktiven Ausgangsstoffe der ersten und zweiten Elastomer-Zusammensetzung umfassen dabei jeweils mindestens einen Beschleuniger und Schwefel. Die reaktiven Ausgangsstoffe der zweiten Elastomer-Zusammensetzung umfassen zusätzlich ein Treibmittel.
In einem anschließenden Kombinationsschritt werden die beiden Rohling-Schichten flächig aufeinander aufgelegt und durch Anwendung eines Anpressdrucks, insbesondere mittels einer Andruckrolle oder -walze, zu dem Rohling verbunden. Der aus den beiden Rohling-Schichten zusammengesetzte Rohling wird dann - analog zu der vorstehend beschriebenen Herstellung des einschichtigen Belags
- in einem ersten Vulkanisierschritt für die Dauer der ersten Vulkanisierungszeit bei der ersten Vulkanisierungstemperatur teilvulkanisiert,
- während des ersten Vulkanisierschritts und/oder anschließend an diesen zur Bildung des geschäumten Innenbereichs des Elastomerkörpers infolge des Druckaufbaus durch die Zersetzung des Treibmittels expandiert, und
- in (teilvulkanisiertem und) expandiertem Zustand für die Dauer der zweiten Vulkanisierungszeit bei der zweiten Vulkanisierungstemperatur zur Bildung des vollständig vernetzten Elastomerkörpers ausvulkanisiert.
Der erste Vulkanisierschritt und der zweite Vulkanisierschritt werden in beiden Varianten des Verfahrens in zweckmäßiger Ausführung des Verfahrens in verschiedenen Formen (also in einer ersten Form und einer zweiten Form) durchgeführt, wobei sich diese beiden Formen durch die Dicke der in ihrem geschlossenen Zustand jeweils eingeschlossenen Kavitäten unterscheiden; die zweite Form lässt dem (dann expandierten) Halbzeug dabei mehr Raum als die erste Form. Vor allem die erste Form ist in geschlossenem Zustand vorzugsweise gasdicht ausgebildet, um ein Entweichen des gasförmig werdenden Treibmittels während des ersten Vulkanisierschritts zu vermeiden. Optional ist auch die zweite Form in geschlossenem Zustand gasdicht ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Verfahren (in den beiden vorstehend beschriebenen Verfahrensvarianten) entspricht in seinen Grundzügen dem für die Herstellung von Zellgummi angewendeten Expansionsverfahren, wie es beispielsweise in DE 821 423 B beschrieben ist. Zu Ausführungsdetails des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ergänzend auf dieses Dokument verwiesen.
Die Ausgangsstoffe der Elastomer-Zusammensetzung des einschichtigen Belags bzw. der beiden Elastomer-Zusammensetzungen des zweischichtigen Belags ent- halten vorzugsweise - zusätzlich zu 100 phr des jeweiligen Polymers oder der Polymermischung - jeweils:
- 2 - 10 phr Zinkoxid,
- 0 - 2 phr Stearinsäure,
- 0 - 40 phr eines Füllstoffs, insbesondere Magnesiumcarbonat oder Kreide,
- 0 - 30 phr (insbesondere 10 - 30 phr) eines Weichmachers, insbesondere eines naphthenischen Öls oder Phthalats,
- 1 - 3 phr eines primären Beschleunigers auf Sulfenamid-Basis, insbesondere TBBS oder CBS,
- 0 - 2,5 phr eines sekundären Beschleunigers auf Thiuram-, Dithiocarbamat- und/oder Dithiophosphat-Basis, insbesondere TMTD, TMTM, ZBEC, ZDMC oder TP,
- 0 - 2 phr eines Vulkanisationsverzögerers, insbesondere N-phenyl-N-[(trichloro- methyl)thio]benzenesulphonamide)), und
- 0,5 - 4 phr Schwefel.
Bei Ausgangsstoffen, für die eine untere Mengengrenze von 0 phr angegeben ist, handelt es sich um optionale Bestandteile.
In der Verfahrensvariante zur Herstellung des einschichtigen Belags enthalten die Ausgangsstoffe der (einzigen) Elastomer-Zusammensetzung zusätzlich 1 - 5 phr eines Treibmittels, insbesondere OBSH. In der Verfahrensvariante zur Herstellung des zweischichtigen Belags enthalten (vorzugsweise nur) die Ausgangsstoffe der zweiten Elastomer-Zusammensetzung zusätzlich 1 - 5 phr eines Treibmittels, insbesondere OBSH.
Die im Rahmen der Erfindung eingesetzten Polymere oder Polymermischungen umfassen Naturkautschuke oder synthetische Kautschuke, insbesondere einen Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM).
Die Angabe „phr“ (parts per hundred rubber) bezeichnet eine in der Gummiherstellung gebräuchliche Mengeneinheit, bei der die Gesamtmenge der Kautschukanteile in den Ausgangsstoffen einer Elastomer-Zusammensetzung zu 100% auf- summiert wird. Alle weiteren Bestandteile der Ausgangsstoffe, insbesondere Füllstoffe, Weichmacher, Beschleuniger, Vulkanisationsverzögerer, etc. kommen hinzu, so dass die Gesamtmenge der in phr angegebenen Ausgangsstoffe in der Regel mehr als 100% betragen.
In der Verfahrensvariante zur Herstellung des zweischichtigen Belags sind die Ausgangsstoffe der beiden Elastomer-Zusammensetzungen vorzugsweise auch unabhängig von dem Treibmittelanteil verschieden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung stimmen die beiden Elastomer-Zusammensetzungen aber teilweise überein, insbesondere in dem verwendeten Polymer sowie optional weiteren Bestandteilen der jeweiligen Zusammensetzung wie z.B. gleichen Anteilen an Zinkoxid, dem gleichen Füllstoff, gleichen Anteilen an Zinkoxid, Stearinsäure oder Schwefel und/oder dem gleichen Beschleuniger. In diesem Fall werden vorzugsweise - soweit möglich - einer oder mehrere Schritte zur Herstellung der ersten Rohling-Schicht und der zweiten Rohling-Schicht gemeinsam durchgeführt. Beispielsweise können in bestimmten Ausführungsformen der Erfindung die erste Elastomer-Zusammensetzung und die zweite Elastomer-Zusammensetzung auf identisch zusammengesetzten unreaktiven Ausgangstoffen beruhen. In diesem Fall werden vorzugsweise der erste Mischschritt sowie - optional - Teile des zweiten Mischschritts für beide Elastomer-Zusammensetzungen gemeinsam durchgeführt. Insbesondere werden die beiden Vormischungen erst vor der selektiven Zugabe des Treibmittels getrennt.
Zusammenfassend ist Gegenstand der Erfindung ein Tischtennisschlägerbelag mit einem einstückigen Elastomerkörper aus einem vollvernetzten, elastomeren Matrixmaterial. Der Elastomerkörper weist einen geschäumten Innenbereich und an einer Außenseite eine glatte Außenfläche auf. Der Belag wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durch einen zweistufigen Vulkanisationsprozess hergestellt, in welchem zwischen einem ersten unvollständigen Vulkanisierschritt und einem zweiten Vulkanisierschritt ein mit einem Treibmittel versetzter, teilvulkanisierter Rohling expandiert wird. In einer Verfahrensvariante wird der Elastomerkörper durch Kombination und Co-Vulkanisation zweier Rohling-Schichten gebildet, von denen zumindest eine zur Bildung des geschäumten Innenbereichs mit dem Treib- mittel versetzt ist. Im Vergleich zu herkömmlichen Belägen, die aus zwei miteinander verklebten Schichten, nämlich einer Noppenschicht und einer Schwammschicht, bestehen, entfällt bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Belags einer von zwei Vulkanisationsprozessen sowie der Klebeprozess. Der erfindungsgemäße Belag lässt sich daher bei vergleichbarer Qualität wesentlich einfacher und kostengünstiger herstellen.
Ebenfalls anders als bei herkömmlichen Belägen, die aus einer Noppenschicht und einer damit verklebten Schwammschicht gebildet sind, hat bei mehrschichtigen Varianten des erfindungsgemäßen Belags die Oberschicht keine Noppen, vor allen nicht an der der Unterschicht zugewandten Seite.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist speziell auf die Herstellung eines Tischtennisschlägerbelags aus einem ein- oder mehrschichtigen, dabei aber stets einstückig hergestellten Elastomerkörper ausgerichtet. Eine besondere Verkörperung des Verfahrens besteht daher in der Verwendung des aus dem erfindungsgemäßen Verfahren resultierenden Elastomerkörpers als Tischtennisschlägerbelag.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 in einem schematischen Flussdiagramm ein Verfahren zur Herstellung eines (Tischtennisschläger-)Belags, der aus einem einstückigen Elastomerkörper aus einem vollvernetzten, elastomeren Matrixmaterial gebildet ist, wobei der Elastomerkörper aus einer geschäumten Unterschicht und einer ungeschäumten Oberschicht mit einer glatten Außenfläche gebildet ist, und wobei die Unterschicht und die Oberschicht durch Co-Vulkanisation gemeinsam hergestellt und unmittelbar stoffschlüssig miteinander verbunden sind,
Fig. 2 in einem Schnittbild ein Beispiel des nach dem Verfahren gemäß Fig. 1 hergestellten Belags, Fig. 3 in Darstellung gemäß Fig. 1 ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines (Tischtennisschläger-)Belags, dessen einstückiger Elastomerkörper aus einem vollvernetzten, elastomeren Matrixmaterial mit homogener Elastomer-Zusammensetzung gebildet ist, wobei der Elastomerkörper wiederum einen geschäumten Innenbereich und an einer Außenseite eine glatte Außenfläche aufweist, und
Fig. 4 in Darstellung gemäß Fig. 2 ein Beispiel des nach dem Verfahren gemäß Fig. 3 hergestellten Belags.
Einander entsprechende Teile und Strukturen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1. Verfahrensvariante zur Herstellung eines Belags B aus einem zweischichtigen Elastomerkörper E:
Anhand von Fig. 1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines - beispielhaft in Fig. 2 gezeigten - (Tischtennisschläger-) Belags B verdeutlicht, der aus zwei Schichten aus vollvernetzten, elastomeren Matrixmaterial (also einem Gummi) gebildet wird. Die beiden Schichten, nämlich eine Oberschicht 0 und eine Unterschicht U, sind durch Co-Vulkanisation gemeinsam hergestellt und hierdurch unmittelbar stoffschlüssig verbunden. Der Oberschicht 0 und der Unterschicht U ist hierbei keine Klebstoffschicht zwischengeordnet. Sie bilden somit den einstückig hergestellten Elastomerkörper E. Die Oberschicht 0 weist in dem auf dem Holz eines (Tischten- nis-)Schlägers montierten Zustand des Belags B nach außen. In dem dargestellten Beispiel ist diese Oberschicht 0 ungeschäumt und weist eine glatte, d.h. porenfreie Außenfläche A auf. Die Unterschicht U in dem montierten Zustand des Belags B zwischen der Oberschicht 0 und dem Holz des Schlägers angeordnet. Sie hat eine schäum- oder schwammartige Struktur, weist also mit anderen Worten eine Vielzahl von gasgefüllten Hohlräumen (auch als Poren P bezeichnet) auf und bildet somit einen geschäumten Innenbereich C des Belags B. Das Verfahren beginnt mit einem ersten Mischschritt 2, in dem jeweils in einem Innenmischer getrennt voneinander unreaktive Ausgangsstoffe einer ersten Elastomer-Zusammensetzung zu einer ersten Vormischung V1 vermischt werden (Teilschritt 2a) und unreaktive Ausgangsstoffe einer zweiten Elastomer-Zusammensetzung zu einer zweiten Vormischung V2 vermischt werden (Teilschritt 2b). Die unreaktiven Ausgangsstoffe der ersten und zweiten Elastomer-Zusammensetzung umfassen jeweils ein Polymer und Zinkoxid sowie - optional - einen Weichmacher und oder einen oder mehrere Füllstoffe
100 phr Polymer, insbesondere Naturkautschuk oder synthetischer Kautschuk (insbesondere EPDM),
- 2 - 10 phr Zinkoxid,
- 0 - 2 phr Stearinsäure,
- 0 - 40 phr Füllstoff, z.B. Magnesiumcarbonat oder Kreide, und
- 0 - 30 phr Weichmacher, z. B. naphthenisches Öl oder Phthalat.
Anschließend werden in einem zweiten Mischschritt 4 mittels eines Walzwerks der ersten Vormischung V1 reaktive Ausgangsstoffe der ersten Elastomer-Zusammensetzung zugemischt (Teilschritt 4a). Getrennt davon werden ebenfalls mittels des Walzwerks der zweiten Vormischung V2 reaktive Ausgangsstoffe der zweiten Elastomer-Zusammensetzung zugemischt (Teilschritt 4b). Die reaktiven Ausgangsstoffe umfassen im Fall beider Elastomer-Zusammensetzungen jeweils Schwefel, einen primären Beschleuniger und einen sekundären Beschleuniger, beispielsweise
- 1 - 3 phr Primärer Beschleuniger auf Sulfenamid-Basis, z. B. TBBS oder
CBS,
- 0 - 2,5 phr Sekundärer Beschleuniger auf Thiuram-, Dithiocarbamat- und/oder Dithiophosphat-Basis, z.B. Thiuram: TMTD, TMTM;
Dithiocarbamat: ZBEC, ZDMC; Dithiophosphat: TP,
- 0 - 2 phr Vulkanisationsverzögerer, z. B. Vulkalent E (chemische Bezeich- nung: N-phenyl-N-[(trichloromethyl)thio]benzenesulphonamide), und 0,5 - 4 phr Schwefel.
Der zweiten Vormischung V2 wird als zusätzlicher Ausgangsstoff der zweiten Elastomer-Zusammensetzung ein Treibmittel (z. B. OBSH) zugemischt, beispielsweise in einem Mengenanteil von 1 - 5 phr.
Durch die Zumischung der jeweiligen reaktiven Ausgangsstoffe werden die erste Vormischung V1 zu einer ersten Rohling-Schicht S1 und die zweite Vormischung V2 zu einer zweiten Rohling-Schicht S2 weiterverarbeitet. Die erste Rohling- Schicht S1 hat beispielsweise eine Dicke von 0,1 bis 2,0 mm (insbesondere 0,5 - 2,0 mm). Die zweite Rohling-Schicht S2 hat beispielsweise eine Dicke von 1 ,0 bis 2,5 mm.
In einem anschließenden Kombinationsschritt 6 werden die beiden Rohling- Schichten S1 und S2 flächig aufeinandergelegt. Die aufeinandergelegten Rohling- Schichten S1 und S2 werden mittels einer Andruckrolle oder -walze zusammengepresst und hierdurch unmittelbar miteinander zu einem Rohling R verbunden. Der Rohling R hat nach dem Kombinationsschritt 6 beispielsweise eine Dicke von 1 ,1 bis 3,5 mm.
Aus dem Rohling R wird hierauf in einem zweistufigen Vulkanisationsprozess der Elastomerkörper E hergestellt.
Hierzu wird der Rohling R in einem ersten Vulkanisierschritt 8 in die Kavität einer ersten beheizbaren Form aus Metall eingelegt und hier für die Dauer einer ersten Vulkanisierungszeit einer ersten Vulkanisierungstemperatur ausgesetzt. Die Kavität der ersten Form hat beispielsweise eine flächige, rechteckige Kontur mit einer Dicke von z.B. 1 ,0 bis 3,4 mm. Der Rohling R wird derart zugeschnitten, dass er die Kavität der ersten Form vollständig ausfüllt. Die erste Vulkanisierungszeit und die erste Vulkanisierungstemperatur sind dabei derart gewählt, dass der Rohling R nur teilvulkanisiert wird, dass der Vulkanisationsprozess somit nicht abgeschlossen wird. Beispielsweise beträgt die erste Vulkanisierungszeit nur etwa zwischen etwa 5% und 20% der Gesamt-Vulkanisationszeit, der zum Abschluss der Vulkani- sationsreaktion, also zur vollständigen Vernetzung des Elastomer-Materials erforderlich wäre. Durch die Wärmezufuhr in dem ersten Vulkanisierschritt 8 wird zudem das Treibmittel unter Gasentwicklung zersetzt. Die erste Form ist derart konstruiert, dass sie die von ihr umschlossene Kavität gasdicht abschließt, so dass das aus dem Treibmittel freiwerdende Gas nicht entweichen kann.
Nach Ablauf der ersten Vulkanisierungszeit wird die erste Form in einem Expansionsschritt 10 geöffnet. Das durch den ersten Vulkanisierschritt 8 aus dem Rohling R gebildete, teilvulkanisierte Halbzeug H wird dabei durch die Wirkung des aus dem Treibmittel freigesetzten Gases expandiert (gebläht), wodurch der geschäumte Innenbereich C des Belags B gebildet wird. Über die erste Vulkanisierzeit werden die Stärke der Vernetzung nach dem ersten Vulkanisierschritt 8, und somit die Expansionsstärke gesteuert.
Zur Durchführung eines zweiten Vulkanisierschritts 12 wird das nun teilvulkanisierte und expandierte Halbzeug H‘ in eine zweite beheizbare Form aus Metall eingelegt, die eine im Vergleich zu der ersten Form dickere Kavität aufweist, z.B. eine Dicke zwischen 2 und 6 mm. In der zweiten Form wird das expandierte Halbzeug H‘ für die Dauer einer zweiten Vulkanisierungszeit einer zweiten Vulkanisierungstemperatur ausgesetzt. Die zweite Vulkanisierungszeit und die zweite Vulkanisierungstemperatur sind derart bemessen, dass das expandierte Halbzeug H‘ in dem zweiten Vulkanisierschritt 12 ausvulkanisiert wird, dass also die Vulkanisationsreaktion vollständig abgeschlossen wird. Als Resultat des zweiten Vulkanisierschritts 12 liegt der vollständig vernetzte Elastomerkörper E vor. Nach dem Öffnen der zweiten Form hat der Elastomerkörper E beispielsweise eine Dicke von 2 bis 6 mm, wobei die ungeschäumte Oberschicht 0 eine Dicke von 0,1 bis 2,0 mm, insbesondere etwa 0,5 mm, aufweist.
In einem abschließenden Konfektionierungsschritt 14 wird der somit fertiggestellte Belag B auf ein Endmaß von z.B. 17 x 17 cm zurechtgeschnitten oder gestanzt. Weiterhin wird der Elastomerkörper E optional an einer der Außenfläche A gegenüberliegenden Innenfläche I (Fig. 2) geschnitten oder abgefräst, so dass - wie bei dem Schwamm eines gewöhnlichen Tischtennisschlägerbelags - die poröse Struktur der Unterschicht U an der Innenfläche I offen zutage tritt.
In dem fertigen Belag B hat das Matrixmaterial des Elastomerkörpers E, sowohl in der Oberschicht 0 als auch in der Unterschicht U (ohne Berücksichtigung der gasgefüllten Poren), eine Dichte zwischen 0,8 g/cm3 und 1 ,5 g/cm3 Unter Berücksichtigung der Poren liegt die Dichte der Unterschicht U zwischen 0,3 g/cm3 und 0,9 g/cm3. Der fertige Belag B hat insbesondere eine Dicke zwischen 2 mm und 6 mm.
1.1 Beispiel 1 (Zweischichtiger Belag B auf Basis von Naturkautschuk):
In einem ersten Beispiel für den nach dem Verfahren gemäß Fig. 1 herstellbaren, zweischichtigen Belag B wurden als Ausgangsstoffe für die Elastomer-Zusammensetzungen der Oberschicht O und der Unterschicht jeweils herangezogen:
- Zur Herstellung der ersten Vormischung V1 (für die Bildung der Oberschicht 0) im Teilschritt 2a des ersten Mischschritts 2:
- 100 phr Naturkautschuk,
- 5 phr Zinkoxid,
- 2 phr Farbpigment schwarz,
- 20 phr Magnesiumcarbonat,
- 1 phr Stearinsäure, und
- 20 phr Naphthenischer Weichmacher,
- Zur Herstellung der zweiten Vormischung V2 (für die Bildung der Unterschicht
U) im Teilschritt 2b des ersten Mischschritts 2:
- 100 phr Naturkautschuk,
- 5 phr Zinkoxid,
- 2,4 phr Titandioxid,
- 20 phr Magnesiumcarbonat,
- 1 phr Stearinsäure, und
- 20 phr Naphthenischer Weichmacher. Der erste Mischschritt 2 wurde sowohl für die erste Vormischung V1 als auch für die zweite Vormischung V2 jeweils mittels Innenmischers durchgeführt.
Zur Herstellung der ersten Rohling-Schicht S1 wurden der ersten Vormischung V1 in dem Teilschritt 4a des zweiten Mischschritts 4 folgende reaktive Ausgangsstoffe beigemischt:
- 3 phr CBS,
- 2,6 phr Schwefel,
- 1 phr TMTD, und
- 1 ,2 phr ZBEC.
Zur Herstellung der zweiten Rohling-Schicht S2 wurden der zweiten Vormischung V2 in dem Teilschritt 4b des zweiten Mischschritts 4 folgende reaktive Ausgangsstoffe beigemischt:
- 1 ,2 phr TBBS,
- 3 phr Schwefel,
- 0,15 phr TMTD, und
- 4,8 phr OBSH.
Der zweite Mischschritt 4 wurde sowohl für die erste Rohling-Schicht S1 als auch für die zweite Rohling-Schicht S2 jeweils mittels Walzwerks durchgeführt.
In dem Kombinationsschritt 6 wurde die zweite Rohling-Schicht S2 wurde auf eine Schichtdicke von 1 ,9 mm ausgerollt. Die erste Rohling-Schicht S1 wurde auf eine Schichtdicke von 0,3 mm ausgerollt und zur Bildung des Rohlings R mittels einer Andruckrolle flächig auf die zweite Rohling-Schicht S2 aufgebracht.
Der erste Vulkanisierschritt 8 wurde in der ersten Form bei einer ersten Vulkanisierungstemperatur von 140 °C für eine erste Vulkanisierungstemperatur von 150 s durchgeführt. Der zweite Vulkanisierschritt 12 wurde in der zweiten Form bei einer zweiten Vulkanisierungstemperatur von 140 °C für eine zweite Vulkanisierungstemperatur von 1500 s durchgeführt.
Ein Schnittbild des Elastomerkörpers E des aus dem Beispiel 1 resultierenden Belags B ist in Fig. 2 dargestellt. In diesem Schnittbild sind die ungeschäumte und mit einer glatten Außenfläche A versehene Oberschicht 0 und die geschäumte (d.h. mit einer Vielzahl von Poren P versehene) Unterschicht U erkennbar.
1.2 Beispiel 2 (Zweischichtiger Belag B auf Basis von EPDM für die Oberschicht 0 und Naturkautschuk für die Unterschicht U):
In einem zweiten Beispiel für den nach dem Verfahren gemäß Fig. 1 herstellbaren, zweischichtigen Belag B wurden als Ausgangsstoffe für die Elastomer-Zusammensetzungen der Oberschicht 0 und der Unterschicht U jeweils herangezogen:
- Zur Herstellung der ersten Vormischung V1 (für die Bildung der Oberschicht 0) im Teilschritt 2a des ersten Mischschritts 2:
- 100 phr EPDM-Kautschuk (mittlerer Ethylen- und ENB-Gehalt; eingesetzte
Type: Keltan ECO 8550),
- 5 phr Zinkoxid,
- 2 phr Farbpigment schwarz,
- 20 phr Magnesiumcarbonat,
- 1 phr Stearinsäure, und
- 20 phr Naphthenischer Weichmacher.
- Zur Herstellung der zweiten Vormischung V2 (für die Bildung der Unterschicht
U) im Teilschritt 2b des ersten Mischschritts 2:
- 100 phr EPDM-Kautschuk (mittlerer Ethylen- und ENB-Gehalt, eingesetzte
Type Keltan ECO 8550),
- 5 phr Zinkoxid,
- 2,4 phr Titandioxid,
- 20 phr Magnesiumcarbonat, - 1 phr Stearinsäure, und
- 20 phr Naphthenischer Weichmacher.
Zur Herstellung der ersten Rohling-Schicht S1 wurden der ersten Vormischung V1 in dem Teilschritt 4a des zweiten Mischschritts 4 folgende reaktive Ausgangsstoffe beigemischt:
- 2 phr CBS,
- 1 ,8 phr Schwefel,
- 1 phr TMTD, und
- 1 ,5 phr ZBEC.
Zur Herstellung der zweiten Rohling-Schicht S2 wurden der ersten Vormischung V2 in dem Teilschritt 4b des zweiten Mischschritts 4 folgende reaktive Ausgangsstoffe beigemischt:
- 1 ,2 phr TBBS,
- 0,9 phr Schwefel,
- 0,4 phr TMTD,
- 1 phr Vulkalent E, und
- 4,8 phr OBSH.
Der Kombinationsschritt 6, der erste Vulkanisierschritt 8, der Expansionsschritt 10 und der zweite Vulkanisierschritt 12 wurden gemäß Beispiel 1 durchgeführt. Allerdings wurden abweichend von Beispiel 1 der erste Vulkanisierschritt 8 und der zweite Vulkanisierschritt 12 bei einer (ersten bzw. zweiten) Vulkanisierungstemperatur von 170 °C durchgeführt. Die erste Vulkanisierungsdauer betrug 180 s. Die zweite Vulkanisierungsdauer betrug - wie im Beispiel 1 - 1500 s.
2. Verfahrensvariante zur Herstellung eines Belags B aus einem einschichtigen Elastomerkörper E: Eine vereinfachte Variante des Verfahrens, bei der der Elastomerkörper E des Belags B einschichtig mit einer homogenen Elastomer-Zusammensetzung hergestellt wird, ist in Fig. 3 dargestellt.
Das Verfahren gemäß Fig. 3 gleicht in seinem Grundablauf dem Verfahren aus Fig. 1 , so dass auf die vorstehenden Erläuterungen Bezug genommen wird. Allerdings wird in dem ersten Mischschritt 2 (anstelle der beiden Vormischungen V1 und V2) nur eine einzige Vormischung V aus unreaktiven Ausgangsstoffen der Elastomer-Zusammensetzung hergestellt.
In dem zweiten Mischschritt 4 werden dieser Vormischung V die reaktiven Ausgangsstoffe der Elastomer-Zusammensetzung inklusive eines Treibmittels zugemischt. Bei der Verfahrensvariante gemäß Fig. 3 resultiert der Rohling R unmittelbar aus dem zweiten Mischschritt 4. Der Kombinationsschritt 6 des Verfahrens gemäß Fig. 1 entfällt hier.
Hinsichtlich des ersten Vulkanisierschritts 8, des Expansionsschritts 10, des zweiten Vulkanisierschritts 12 und des optionalen abschließenden Konfektionierungsschritts 14 gleicht das Verfahren gemäß Fig. 3 dem Verfahren gemäß Fig. 1 .
In dem fertigen Belag B hat das Matrixmaterial des Elastomerkörpers E (ohne Berücksichtigung der gasgefüllten Poren), eine Dichte zwischen 0,8 g/cm3 und 1 ,5 g/cm3 Unter Berücksichtigung der Poren liegt die Dichte des Elastomerkörpers E zwischen 0,3 g/cm3 und 0,9 g/cm3. Der fertige Belag hat insbesondere eine Dicke zwischen 2 mm und 6 mm.
2.1 Beispiel 3 (Einschichtiger Belag B auf Basis von Naturkautschuk):
In einem ersten Beispiel für den nach dem Verfahren gemäß Fig. 3 herstellbaren, einschichtigen Belag B wurden als Ausgangsstoffe für die Herstellung der Vormischung V im ersten Mischschritt 2 herangezogen:
100 phr Naturkautschuk, - 5 phr Zinkoxid,
- 2,4 phr Titandioxid,
- 20 phr Magnesiumcarbonat,
- 1 phr Stearinsäure, und
- 20 phr Naphthenischer Weichmacher.
Die Vormischung V wird wiederum in einem Innenmischer hergestellt.
Zur Herstellung des Rohlings R wurden der Vormischung V in dem zweiten Mischschritts 4 folgende reaktive Ausgangsstoffe beigemischt:
- TBBS: 1 ,2 phr
- Schwefel: 3 phr
- TMTD: 0,15 phr
- OBSH: 4,8 phr
Der erste Vulkanisierschritt 8 wurde in der ersten Form bei einer ersten Vulkanisierungstemperatur von 140 °C für eine erste Vulkanisierungsdauer von 150 s durchgeführt.
Der zweite Vulkanisierschritt 12 wurde in der zweiten Form bei einer zweiten Vulkanisierungstemperatur von 140 °C für eine zweite Vulkanisierungsdauer von 1500 s durchgeführt.
Ein Schnittbild des Elastomerkörpers E des aus dem Beispiel 3 resultierenden Belags B ist in Fig. 4 dargestellt. In diesem Schnitt sind der geschäumte Innenbereich C und die glatte (d.h. porenfreie) Außenfläche A des Elastomerkörpers E erkennbar. Im Vergleich zu dem zweischichtigen Belag aus Fig. 2 wird in Fig. 4 zudem das Fehlen einer Schichtgrenze innerhalb des Elastomerkörpers E deutlich.
2.2 Beispiel 4 (Einschichtiger Belag B auf Basis von EPDM): In einem zweiten Beispiel für den nach dem Verfahren gemäß Fig. 3 herstellbaren, einschichtigen Belag B wurden als Ausgangsstoffe für die Herstellung der Vormischung V im ersten Mischschritt 2 herangezogen:
- 100 phr EPDM-Kautschuk (mittlerer Ethylen- und ENB-Gehalt, eingesetzte
Type Keltan ECO 8550),
- 5 phr Zinkoxid,
- 2,4 phr Titandioxid,
- 20 phr Magnesiumcarbonat,
- 1 phr Stearinsäure, und
- 20 phr Naphthenischer Weichmacher.
Zur Herstellung des Rohlings R wurden der Vormischung V in dem zweiten Mischschritts 4 folgende reaktive Ausgangsstoffe beigemischt:
- 1 ,2 phr TBBS,
- 0,9 phr Schwefel,
- 0,4 phr TMTD,
- 1 phr Vulkalent E, und
- 4,8 phr OBSH.
Die Herstellung der Vormischung V und des Rohlings R erfolgte im Übrigen gemäß Beispiel 3.
Der erste Vulkanisierschritt 8, der Expansionsschritt 10 und der zweite Vulkanisierschritt 12 wurden gemäß Beispiel 3 durchgeführt. Allerdings wurden abweichend von Beispiel 3 der erste Vulkanisierschritt 8 und der zweite Vulkanisierschritt 12 bei einer (ersten bzw. zweiten) Vulkanisierungstemperatur von 170 °C durchgeführt. Die erste Vulkanisierungsdauer betrug 180 s. Die zweite Vulkanisierungsdauer betrug - wie im Beispiel 3 - 1500 s.
Die Erfindung wird an den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen besonders deutlich, ist auf diese Beispiele aber keineswegs beschränkt. Vielmehr können von dem Fachmann weitere Ausführungsformen der Erfindung aus den Ansprüchen und der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.
In der vorstehenden Beschreibung und den Ansprüchen werden folgende Abkürzungen und Handelsbezeichnungen als Synonyme (und ohne Einschränkung auf bestimmte Handelsprodukte) für die folgenden chemischen Substanzen verwendet:
- CBS: N-Cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfenamid
- ENB: Ethylidennorbornen
- EPDM: Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk
- OBSH: p,p'-Oxybisbenzolsulfonylhydrazid
- TBBS: N-tert.-Butyl-2-benzothiazyl-sulfenamid
- TMTD: Tetramethylthiuramdisulfid
- TMTM: Tetramethylthiurammonosulfid
- TP: Dithiophosphat
- ZBEC: Zinkdibenzyldithiocarbamat
- ZDMC: Zink-di-methyl-dithiocarbamat und
- Vulkalent E: N-phenyl-N-[(trichloromethyl)thio]benzenesulphonamide
Bezugszeichenliste
2 (erster) Mischschritt
2a, 2b Teilschritte
4 (zweiter) Mischschritt
4a, 4b Teilschritte
6 Kombinationsschritt
8 (erster) Vulkanisierschritt
10 Expansionsschritt
12 (zweiter) Vulkanisierschritt
14 Konfektionierungsschritt
A Außenfläche
B (Tischtennisschläger-)Belag
C (geschäumter) Innenbereich
E Elastomerkörper
H (teilvulkanisiertes) Halbzeug
H‘ (expandiertes) Halbzeug
I Innenfläche
0 Oberschicht
P Poren
R Rohling
51 (erste) Rohling-Schicht
52 (zweite) Rohling-Schicht
U Unterschicht
V Vormischung
VI (erste) Vormischung
V2 (zweite) Vormischung

Claims

Ansprüche
1. Tischtennisschlägerbelag (B) mit einem einstückigen Elastomerkörper (E) aus einem vollvernetzten, elastomeren Matrixmaterial, wobei der Elastomerkörper (E) einen geschäumten Innenbereich (C) und an einer Außenseite eine glatte Außenfläche (A) aufweist.
2. Tischtennisschlägerbelag (B) nach Anspruch 1 , wobei das Matrixmaterial eine homogene Elastomer-Zusammensetzung aufweist.
3. Tischtennisschlägerbelag (B) nach Anspruch 2, wobei der geschäumte Innenbereich (C) des Elastomerkörpers (E) eine Dicke von 1 ,5 bis 6 mm aufweist.
4. Tischtennisschlägerbelag (B) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der geschäumte Innenbereich (C) des Elastomerkörpers (E) eine Dichte zwischen 0,3 g/cm3 und 0,9 g/cm3 aufweist, und wobei das Matrixmaterial des Elastomerkörpers (E) eine Dichte zwischen 0,8 g/cm3 und 1 ,5 g/cm3 aufweist.
5. Tischtennisschlägerbelag (B) nach Anspruch 1 , wobei der Elastomerkörper (E) eine Oberschicht (O) und eine Unterschicht (U) umfasst, die, insbesondere durch Co-Vulkanisation, unmittelbar miteinander stoffschlüssig verbunden sind, wobei die Unterschicht (U) den geschäumten Innenbereich (C) bildet, und wobei an der Oberschicht (0) die glatte Außenfläche (A) ausgebildet ist.
6. Tischtennisschlägerbelag (B) nach Anspruch 5, wobei die Oberschicht (0) über ihre gesamte Dicke ungeschäumt ist.
7. Tischtennisschlägerbelag (B) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Oberschicht (0) eine Dicke zwischen 0,1 mm und 2 mm aufweist, und wobei die Unterschicht (U) eine Dicke zwischen 1 ,5 und 6 mm aufweist.
8. Tischtennisschlägerbelag (B) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Oberschicht (0) eine Dichte zwischen 0,5 g/cm3 und 1 ,5 g/cm3 aufweist, wobei die Unterschicht (U) eine Dichte zwischen 0,3 g/cm3 und 0,9 g/cm3 aufweist und wobei das Matrixmaterial der Oberschicht (0) und der Unterschicht (U) jeweils eine Dichte zwischen 0,9 g/cm3 und 1 ,5 g/cm3 aufweist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Tischtennisschlägerbelags (B) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Elastomerkörper (E) durch einen zweistufigen Vulkanisationsprozess hergestellt wird, in welchem zwischen einem ersten unvollständigen Vulkanisierschritt (8) und einem zweiten Vulkanisierschritt (12) ein mit einem Treibmittel versetzter teilvulkanisierter Rohling (R) expandiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9 zur Herstellung des Tischtennisschlägerbelags (B) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
- bei welchem unreaktive Ausgangsstoffe einer Elastomer-Zusammensetzung zu einer Vormischung (V) vermischt werden, wobei die unreaktiven Ausgangsstoffe der Elastomer-Zusammensetzung mindestens ein Polymer oder eine Polymermischung sowie Zinkoxid umfassen,
- bei welchem der Vormischung (V) zur Bildung des Rohlings (R) des Elastomerkörpers (E) reaktive Ausgangsstoffe der Elastomer-Zusammensetzung zugemischt werden, wobei die reaktiven Ausgangsstoffe der Elastomer-Zusammensetzung mindestens einen Beschleuniger, Schwefel sowie ein Treibmittel umfassen,
- wobei der Rohling (R) in dem ersten Vulkanisierschritt (8) für die Dauer einer ersten Vulkanisierungszeit bei einer ersten Vulkanisierungstemperatur teilvulkanisiert wird, - wobei der teilvulkanisierte Rohling (H) zur Bildung des geschäumten Innenbereichs (C) des Elastomerkörpers (E) unter Expansion des Treibmittels expandiert wird, und
- wobei der expandierte Rohling (H‘) in dem zweiten Vulkanisierschritt (12) für die Dauer einer zweiten Vulkanisierungszeit bei einer zweiten Vulkanisierungstemperatur zur Bildung des vollständig vernetzten Elastomerkörpers (E) ausvulkanisiert wird.
11 . Verfahren nach Anspruch 9 zur Herstellung des Tischtennisschlägerbelags (B) nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
- bei welchem unreaktive Ausgangsstoffe einer ersten Elastomer-Zusammensetzung zu einer ersten Vormischung (V1 ) und unreaktive Ausgangsstoffe einer zweiten Elastomer-Zusammensetzung zu einer zweiten Vormischung (V2) vermischt werden, wobei die unreaktiven Ausgangsstoffe der ersten und zweiten Elastomer-Zusammensetzung jeweils mindestens ein Polymer oder eine Polymermischung sowie Zinkoxid umfassen,
- bei welchem
- der ersten Vormischung (V1 ) zur Bildung einer ersten Rohling-Schicht (S1 ) reaktive Ausgangsstoffe der ersten Elastomer-Zusammensetzung und
- der zweiten Vormischung (V2) zur Bildung einer zweiten Rohling- Schicht (S2) reaktive Ausgangsstoffe der zweiten Elastomer-Zusammensetzung zugemischt werden, wobei die reaktiven Ausgangsstoffe der ersten Elastomer-Zusammensetzung und der zweiten Elastomer-Zusammensetzung jeweils mindestens einen Beschleuniger sowie Schwefel umfassen, und wobei die reaktiven Ausgangsstoffe der zweiten Elastomer-Zusammensetzung zusätzlich ein Treibmittel umfassen,
- wobei die beiden Rohling-Schichten (S1 , S2) flächig aufeinander aufgelegt und durch Anwendung eines Anpressdrucks zu dem Rohling (R) verbunden werden, - wobei der Rohling (R) in dem ersten Vulkanisierschritt (8) für die Dauer einer ersten Vulkanisierungszeit bei einer ersten Vulkanisierungstemperatur teilvulkanisiert wird,
- wobei der teilvulkanisierte Rohling (H) zur Bildung des geschäumten Innenbereichs (C) des Elastomerkörpers (E) infolge des Druckaufbaus durch die Zersetzung des Treibmittels expandiert wird, und
- wobei der expandierte Rohling (H‘) in dem zweiten Vulkanisierschritt (12) für die Dauer einer zweiten Vulkanisierungszeit bei einer zweiten Vulkanisierungstemperatur zur Bildung des vollständig vernetzten Elastomerkörpers ausvulkanisiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , wobei die Ausgangsstoffe der oder jeder Elastomer-Zusammensetzung zusätzlich zu 100 phr des Polymers oder der Polymermischung, insbesondere eines Naturkautschuks oder synthetischen Kautschuks, jeweils enthalten:
- 2 - 10 phr Zinkoxid
- 0 - 2 phr Stearinsäure
- 0 - 40 phr eines Füllstoffs, insbesondere Magnesiumcarbonat oder Kreide
- 0 - 30 phr eines Weichmachers, insbesondere eines naphthenisches Öls oder Phthalats
- 1 - 3 phr eines primären Beschleunigers auf Sulfenamid-Basis, insbesondere TBBS oder CBS,
- 0 - 2,5 phr eines sekundären Beschleunigers auf Thiuram-, Dithio- carbamat- und/oder Dithiophosphat-Basis, insbesondere TMTD, TMTM, ZBEC, ZDMC oder TP,
- 0 - 2 phr eines Vulkanisationsverzögerer, insbesondere N-phenyl-N-[(trich- loromethyl)thio]benzenesulphonamide)), und
- 0,5 - 4 phr Schwefel
13. Verfahren nach den Ansprüchen 10 und 12, wobei die Ausgangsstoffe der Elastomer-Zusammensetzung zusätzlich 1 - 5 phr eines Treibmittels, insbesondere OBSH, enthalten.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 11 und 12, wobei die Ausgangsstoffe der zweiten Elastomer-Zusammensetzung zusätzlich 1 - 5 phr eines Treibmittels, insbesondere OBSH, enthalten.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die erste Vulkanisierungszeit zwischen 5% und 25%, insbesondere etwa 10% der zweiten Vulkanisierungszeit beträgt.
16. Verwendung des nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15 hergestellten Elastomerkörpers (E) als Tischtennisschlägerbelag (B).
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