NL7909319A - Tennisbal. - Google Patents

Description

# *

Tennisbal

De uitvinding heeft betrekking op kernen voor tennisballen, in het bijzonder tennisballen met toegenomen levensduur.

Er zijn tegenwoordig twee types tennisballen in omloop en wel 5 a) onder druk staande ballen, die gemaakt zijn met een kern van natuurlijke of synthetische rubber en onder een druk gebracht van 68,6 - 82,3 kPa boven atmosferische druk door middel van lucht en/of een gas', en b) niet onder druk staande ballen, die vervaardigd zijn 10 met een kem van natuurlijke of synthetische rubber en .die lucht bevatten van atmosferische druk.

Onder druk staande ballen verliezen hun druk binnen enkele maanden vanwege de doordringbaarheid van het opblaasgas door de wand van de kern heen. Bijgevolg nemen de eigenschappen van der-15 gelijke ballen af naarmate de druk afneemt, totdat zij onvoldoende worden voor gebruik als tennisballen. Hoewel het bekend is dergelijke ballen op te slaan in een onder druk staand vat voor het gebruik, is deze methode kostbaar en ongemakkelijk. Wanneer de ballen verder eenmaal uit de houders verwijderd zijn, -zullen zij weer 20 onderhevig zijn aan drukverlies.

Er zijn vele pogingen gedaan om te voorzien in voldoende niet onder druk staande (hierna genoemd "drukloze") ballen, die niet tr lijden aan dit nadeel, maar slechts weinige van de gangbare drukloze ballen zijn aanvaardbaar voor eersteklas tennisspelers. In feite 25 werd geschat dat minder dan % van de totale wereldbehoefte aan tennisballen voor het drukloze type bal is.

Het fundamentele probleem van het produceren van een 7909319 η» 2 * voldoende drukloze tennisbal is, dat voldaan moet worden aan de kriteria van terugkaatsing, samenpersing en gewicht voorgeschreven door de Internationale Tennis Federatie en tegelijkertijd te voorzien in voldoende speelkwaliteiten. Aan deze kriteria kan 5 slechts worden voldaan door gebruik te maken van rubberkernsamen-stellingen, die een hoge veerkracht, hoge elasticiteitsmodulus en lage dichtheid hebben.

Tot nog toe werd gevonden, dat onder toepassing van de gangbare technologie, rubberkernsamenstellingen die voldoen aan de 10 kriteria van terugkaatsing en gewicht altijd een betrekkelijk hoge "voorwaartse samendrukking" hebben, dat wil zeggen de ballen zijn zeer hard. Dergelijke ballen leveren een.onvoldoende "gevoel" bij stoten op een racket en het is deze factor, die de in de handel zijnde drukloze ballen in het algemeen onaanvaard lijken voor 15 goede tennisspelers.

Bij het verder in overweging nemen van de problemen van het verlengen van de levensduur van tennisballen, zou de bewaring en speelduur van een onder druk staande tennisbal voldoende toenemen, indien voldoende ballen zouden kunnen worden gemaakt 20 waarvan de kern wordt opgeblazen tot een aanzienlijk mindere druk dan gewoonlijk. Ce snelheid waarmee een gas door een materiaal dringt is evenredig aan het verschil in druk aan beide kanten van het materiaal. Een lagere inwendige druk zal dus leiden tot een lagere doordringingssnelheid van gas door de wand van een onder 25 druk staande bal.

Het zal duidelijk zijn dat een tennisbal, die is opge blazen tot een lagere dan normale druk, gemakkelijker worden vervaardigd döor oppompen van een drukloze kern, waarvan de terugkaatsing en de samenpersing van de kernwand enigszins zijn afge-30 nomen door modificaties van de rubbersamenstelling. De lage oppompdruk herstelt dan de^terugkaatsing en samenpersing tot het geschikte niveau. Een van de problemen die men ontmoet bij het opblazen van een drukloze kern op deze wijze is, dat dergelijke kernen vaak worden vervaardigd uit zeer veerkrachtige polybutadieen-35 rubbers, die een zeer hoge permeabiliteit voor gassen vertonen.

Dergelijke kernen zouden daarom zelfs hun zeer lage drukgraden ver- 7909319 % 3 „Λ liezen met een grote snelheid en zouden in feite een levensduur hebben, die inferieur is aan die van de tot nog toe in zwangzijnde onder druk staande ballen.

Gevonden werd nu, dat voldoende ballen, zowel van het 5 drukloze als lage druk type, kunnen worden verschaft, wanneer men de kernen maakt van rubbersamenstellingen, waarin tot maximaal 60 gev.% van het totale polymeergehalte bestaat uit een etheen/ propeen/dieenmonomeer (EPDM-elastomeer) of een etheen/propeenmono-meer (EPM-elastomeer).

10 De uitvinding voorziet bijgevolg in een kern voor gebruik . bij de vervaardiging van een tennisbal, die hetzij een inwendige druk heeft nagenoeg gelijk aan atmosferische druk (een drukloze bal) of een inwendige druk tot maximaal kPa boven atmosferische druk (hierna genoemd een lage druk bal) welke kern vervaardigd is 15 uit een rubbersamenstelling, waarin tot maximaal 60 gev.% van het totale polymeergehalte bestaat uit een EPM-elastomeer of een l . - EPDM-elastomeer(beiRepeals hierna gedefinieerd).

Onder "EPM-elastomeer” wordt een copolymeer verstaan van etheen en propeen. Onder "EPDM-elastomeer" wordt een terpolymeer 20 verstaan van etheen, propeen en maximaal 12 gev.$ van een niet-geconjugeerd dieenmonomeer.

Het niet-geconjugeerde dieenmonomeer, dat aanwezig is in het EPDM-elastomeer introduceert onverzadigde koolstof-koolstof-bindingen en voorziet in plaatsen voor zwavelvulcanisatie. Typische 25 dienen die gebruikt kunnen worden zijn onder andere 1,^-hexadieen, ethylideen-norbomeen en didyclopentadieen.

Gevonden werd, dat de meest geschikte EPM en EPDM--elastomeren die zijn, welke 70 mol.% of meer etheen bevatten. Bijzonder geschikte EPDM-elastomeren zijn die, welke ethylideen-30 norborneen bevatten als het niet-geconjugeerde dieen.

^ In een bijzonder, 'bevoorkeurde uitvoeringsvorm voor ziet de uitvinding in een kern voor gebruik bij de vervaardiging van een drukloze of lage druk tennisbal, welke kern vervaardigd is uit een rubbersamenstelling, waarin tot maximaal 60 gev.% van het 35 totale polymeergehalte bestaat uit een EPM of EPDM-elastomeer (zoals hiervoor gedefinieerd), welk genoemd elastomeer bovendien de 7909310 i ft ll· volgende eigenschappen heeft in gom (dat wil zeggen niet geharde of ongevulcaniseerde) vorm: 1) een etheengehalte van tenminste 70 mol.% 2) een tripsometer veerkrachtigheid van tenminste 35% 5 bij 21°C, 3) een Shore A hardheid van tenminste 55»en h) een Mooney viscositeit (ML 1 + ^ bij 100°C) van tenminste 60, bij voorkeur tenminste 80.

Hoewel het niet de bedoeling is dat de uitvinding beperkt 10 wordt door enige bepaalde theorie, meent men dat de EPM en EPDM- elastomeren van hoog etheengehalte bijzonder geschikt zijn vanwege him vermogen te kristalliseren, waardoor een hoge elasticiteits-modulus wordt verkregen samen met een hoge veerkracht bij de rubbers amenstelling.

15 Een ander, voordeel van EPM en EPDM-elastomeren is hun betrekkelijk lage soortelijk gewicht (rond 0,87). De tot nog toe gebruikte natuurlijke rubber, polybutadieen en styreen-butadieen-harsen hebben in vergelijking hiermee soortelijke gewichten van resp. 0,92, 0,92 en 1,04. Het lagere soortelijk gewicht van EPM 20 en EPDM-elastomeren maakt het mogelijk dat dikkere kernwanden vervaardigd kunnen worden zonder dat de specifieke gewichtsgren-zen worden overschreden. Op zijn beurt leidt dit weer tot een betere terugkaatsing en samenpersingseigenschappen en in het geval van een lage druk bal tot een gereduceerde gasdoordringbaarheid.

25 In het geval van een drukloze balsamenstelling kneedt men het EPM of EPDM-elastomeer met een grote hoeveelheid polybutadieen, dat bij draagt tot de veerkracht van de samenstelling.

In het geval van een lage druk bal kneedt men het EPM of EPDM-elastomeer met natuurlijke rubber, dat adekwate veer-30 kracht verleent. EPM en EPDM-elastomeren hebben gasdoordringbaar-heidseigenschappen, die superieur zijn aan die van polybutadieen en gelijk zijn aan die van natuurlijke rubber. De elastomeren zijn dus geschikt voor gebruik, wanneer gasterughouding van belang is.

De EPM en EPDM-elastomeren kunnen ook worden gekneed 35 met kristallijne poly-alpha-alkenen, bijvoorbeeld hoge-dichtheids-polyethyleen en polypropeen.

7909319 + 5

Een ander belangrijk voordeel van ΞΡΜ en EPDM-elastomeren zijn hun wonderbaarlijk lange verouderingseigenschappen. Balkemen met een hoog gehalte aan EPM en EPDM-elastomeer zullen daarom hun zeer elastische eigenschappen behouden gedurende verscheidene jaren 5 en dit is van belang, wanneer dergelijke kernen gebruikt worden voor de vervaardiging van drukloze ballen.

Het is misschien verrassend dat EPM en EPDM-elastomeren gebruikt kunnen worden om veerkrachtige verbindingen te maken geschikt voor de kern van een tennisbal, daar zij gewoonlijk meer 10 gebruikt worden in toepassingen, waarbij hun vermogen wordt benut om grote ladingen goedkope vulstoffen te accepteren, ter produktie van betrekkelijk goedkope samenstellingen voor gebruik in schoeisel, voor vloeren, afsluitstroken en dergelijke.

De uitvinding zal nu worden geïllustreerd louter bij - 15 wijze van voorbeeld met de volgende beschrijving.

De elastomeren waarvan de eigenschappen worden gegeven in tabel A worden gebruikt als de basis EPM en EPDM-polymeren bij de vervaardiging van tennisbalkemen. De weergegeven details slaan op de elastomeren in gomvorm (dat wil zeggen niet gekneed en 20 niet gevulcaniseerd).

Tabel A

Voetnoot Elastomeer Mooney Mol Onverzadiging Veer- Hardheid visco- % % Dieen krachtx (Shore A) siteit etheen gev.% type #,21°C (ML ,1+U, 25 _1QQ°C _ (a) I (EPDM) 69 80 3,6 1 ,U- 60 78 hexa- _dieen (b) II(EPDM) 87 70 5Ethyli- 59 59 deen norbor- 30 ___neen_ (c) III (EPM) 83_70 ------ 59_70 (d) IV (EPDM) 78 76 6,2 Ethyli- 68 6j deen norbor- neen 7909319 35 ---—-

• I

6 /*

* DUNLOP TRIPSOMETER RESILIENCE

(a) van E I Du Pont de Nemours, Inc., als NORDEL 1560

(b) van Montedison als DUTRAL TER 038E

(c) van Montedison als DUTRAL CO 038 ^ 5 (d) van I S R Co Ltd als INTOLAN 255.

De woorden NORDEL, DUTRAL en INTOLAN zijn gedeponeerde handelsmerken.

Een recept voor drukloze tennisbalkernen wordt opgemaakt, zoals getoond in de volgende tabel B:

10 Tabel B

Voetnoot_Ingredient_Gew.dln_

(f) EPM of EPDM-elastomeer HO

(g) Polybutadieen . 50 (h) Natuurlijke rubber 10 15 Zinkoxyde 7

Stearinezuur 1 (i) Antioxydant 1

Zaagsel 12,5 (j) Roet 10 20 Di-benzthiazyl disulfide 2

Difenylguanidine 1

Zwavel 3,5

(f) Elastomeer I, II, III of IV van tabel A

(g) Van Japan Synthetic Rubber Co. als JSR BR0 1 25 (h) Standaard Maleisische Rubber 5CV 60 (i) Van Vulnax Ltd., als PERMANEX WS0 (j) Middel Super afslijt ovenroet (ISAF)

Het woord PERMANEX is een gedeponeerd handelsmerk.

Halve tennisballen, vervaardigd door vormen van ver-30 bindingen afgeleid uit tabel B recepten in een geschikte vorm en harding gedurende 2,5 minuten bij l60°C, worden samengevoegd onder vorming van kernen en de kernen worden gehard gedurende 3 minuten bij 170°C, gevolgd door afkoeling.

Kernen vervaardigd uit elastomeren III en IV (zie 25 tabel A) worden tot tennisballen gemaakt door bekleding met een 7909319 7 conventionele tennisbalbekleding en beproefd op.weerkaatsing en op voorwaartse en terugkeerdruk volgens de procedure gespecificeerd door de Internationale Tennis Federatie.

De resultaten van deze proeven zijn weergegeven in 5 tabel C.

Tabel C

£

Eigenschap Elastomeer I.T.F.

(zie tabel A) Specificatie _m_iv_

Terugstuit bij 20°C cm 1U0 1^0 132,5 - 1^5 10 --

Voorwaartse compressie 20°C cm 0,58 0,6125 0,55 - 0,725

Terugkeer compressie 20°C cm 0,955 0,9525 0,3875 - - 1,0625 15 ” i International Tennis Federation.

Een lage druk kern (inwendige druk .van U8 kPa boven atmosferische druk) wordt vervaardigd uit het recept getoond in tabel D.

Tabel D

20 -

Voetnoot_Ingredient_Gew.dln_ (l) EPDM-elastomeer ' 30,0

Natuurlijke rubber 70,0

Zinkoxyde 7,0

Stearinezuur 1,0

Magnesiumcarbonaat 20,0

Zaagsel 12,0 (m) Antioxydant 1,0

Di-fenylguanidine 1»5 30 (n) CBS 2,0

Zwavel 3,5 (l) Van I S R Co’ Ltd als INT0LAN 255

(m) Van Vulnax als PERMMEX WSO

(n) N-Cyclohexyl 2-benzothiazylsulfenamide 35 Tennisballen worden vervaardigd door vormen en vulcani- seren van de recepten onder vorming van kernen en bedekken van de 79 0 S3 19 β 8 kernen met tennisdêek op een gebruikelijke wijze.

Ballen waarvan de kernen de recepten hadden getoond in de tabellen B en D werden beproefd op weerkaatsing, gewicht en voorwaartse en terugwaartse druk,in vergelijking met bekende druk-5 loze en onder druk staande ballen. De resultaten van deze proeven zijn weergegeven in tabel Ξ.

Tabel E

A

Eigenschap Drukloze Lagedruk Bekende Bekende I.T.F.

bal bal (?) druk- onder Specificatie 10 (X) loze druk bal staande bal

Terugstuit cm 137,5 137,5 132,5 137,5 132,5 - 1^5

Gewicht (g) 57,5 - 57,0 - 57,0 - 57,0 - 56,7 - 15 58,0 58,0 58,0 58,0 58,5

Voorwaartse compressie cm 0)g25 _ 0,65 - 0,525 - 0,6125 - 0,55 - 0,675 0,675 0,575 0,725 0,725 20 Terugkeer compressie cm 0j975 _ 0>9375 _ 0,8625 - 0,875 - 0,875 - 1,025 0,9625 0,95 0,925 1,0625 (X) zie tabel B (ï) zie tabel D (*) International Tennis Federation.

Het blijkt dat de drukloze en lage druk ballen volgens de uitvinding precies voldoen aan de vereisten van de Internationale Tennis Federatie.

Deze ballen worden onderworpen aan speelproeven door 30 goede amateurs en professionele tennisspelers. De drukloze ballen blijken veel meer te spelen zoals conventionele onder druk staande ballen dan de in de handel verkrijgbare drukloze ballen en de lage druk ballen blijken ook zeer voldoende speeleigenschappen te hebben. Bovendien tonen proeven uitgevoerd op de lage druk ballen 35 in de loop van U maanden asm, dat zij hun samendrukkings- en terug- 7909319 % 9 stuiteigenschappen onveranderd behouden, terwijl onder dezelfde omstandigheden een conventionele onder druk staande bal 7»5 cm verliestbij het terugstuiten en 0,05 cm bij voorwaartse samen-drukking.

79 0 9 3 1 S

Claims (5)

1. Kern voor een tennisbal, die hetzij een inwendige druk heeft gelijk aan de atmosferische druk (een drukloze bal) of een inwendige druk tot maximaal U8 kPa boven de atmosferische 5 druk (een lage druk bal), met het kenmerk, dat de kern vervaardigd is uit een rubbersamenstelling, waarin tot maximaal 60 gew.$ van het totale polymeergehalte bestaat uit hetzij een copolymeer van » etheen en propeen (EPM)-elastomeer, of een terpolymeer van etheen, propeen en maximaal 12 gew.% van een niet-geconjugeerd dieen-10 monomeer (EPDM)-elastomeer*.

2. Kern volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het genoemde EPM of EPDM-elastomeer een etheengehalte heeft van tenminste T0 mol.%.

3. Kern volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat 15 het elastomeer een EPDM-elastomeer is, waarin het niet-geconjvigeerde dieen 1 ,l*-hexadieen, ethyleennorborneen of dicyclopentadieen is. k. Kern volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat het elastomeer een tripsometer veerkracht heeft van tenminste 33% (bij 21°C), een Shore A hardheid van tenminste 55 en een 20 Mooney viscositeit (ML 1+U bij 100°C) van tenminste 60 bij voorkeur tenminste 80.

5· Kern volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het elastomeer is samengesteld met een kristallijn poly-alpha-alkeen.

6. Kern volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het poly-alpha-alkeen hoge dichtheidspolyetheen of hoge dichtheids-polypropeen is. 7 9J) 9 3 1 9 ψ* /