(57)【要約】【課題】環境に悪影響を与えない球技用ボールを提供する。【解決手段】不活性流体発泡剤、例えば窒素を用いて加工した高分子発泡体層を含む球技用ボールを開示する。高分子発泡体はポリオレフィン材料、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、および酢酸エチルビニルであってもよく、不活性流体発泡剤は比較的高純度であってもよい。高分子発泡体は、高分子に不活性流体発泡剤を含浸すること、および高分子の軟化温度を超えるまで高分子を加熱し、高分子の周囲の流体圧力を低下させ、高分子を冷却することによって高分子を膨張させることを含むプロセスで製造し得る。球技用ボールは、例えば、高分子発泡体を含むサッカーボール、フットボール、またはバレーボールであってよい。
2006524095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球技用ボールであって、
当該球技用ボールの外表面を形成する外層と
この外層内部に位置する、窒素発泡剤を用いて加工された高分子発泡体である内層と
を含む球技用ボール。
【請求項２】
前記窒素発泡剤が少なくとも９９．９％の窒素を含む高純度窒素である、請求項１に記載の球技用ボール。
【請求項３】
前記発泡体が、
高分子を押し出すことと、
前記高分子材料に高純度の窒素発泡剤を含浸させることと、
前記高分子材料の軟化温度を超えるまで前記高分子材料を加熱し、前記高分子材料の周囲の流体圧力を低下させ、前記高分子材料を冷却することによって前記高分子材料を膨張させることと、
を含むプロセスを経て製造される、請求項１に記載の球技用ボール。
【請求項４】
前記発泡体がポリオレフィンである、請求項１に記載の球技用ボール。
【請求項５】
前記発泡体が、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、および酢酸エチルビニルからなる群から選択される、請求項１に記載の球技用ボール。
【請求項６】
前記発泡体が複数個の閉じた気泡を含む、請求項１に記載の球技用ボール。
【請求項７】
前記発泡体が架橋されている、請求項１に記載の球技用ボール。
【請求項８】
少なくとも１つの内層の内部に位置する、空気で膨らませることのできる内袋をさらに含む請求項１に記載の球技用ボール。
【請求項９】
前記外層が当接する縁に沿って接続された複数個のパネルで形成されている、請求項１に記載の球技用ボール。
【請求項１０】
当該球技用ボールがサッカーボールであり、
前記パネルが２０枚の六角形のパネルと１２枚の五角形のパネルとを含む、請求項９に記載の球技用ボール。
【請求項１１】
球技用ボールであって、
当該球技用ボールの外表面を形成する第一層と、
前記第一層の内部に位置する第二層であって、高純度の窒素発泡剤を用いて加工され、閉じた気泡を有する架橋したポリオレフィン発泡体である第二層と、
前記第二層の内部に位置し、空気で膨らませることのできる内袋を含む第三層と
を含む球技用ボール。
【請求項１２】
前記高純度の窒素発泡剤が少なくとも９９．９％の窒素を含む、請求項１１に記載の球技用ボール。
【請求項１３】
前記発泡体が、
高分子材料を押し出すことと、
前記高分子材料に高純度の窒素発泡剤を含浸させることと、
前記高分子材料の軟化温度を超えるまで前記高分子材料を加熱し、前記高分子材料の周囲の流体圧力を低下させ、前記高分子材料を冷却することによって前記高分子材料を膨張させることと、
を含むプロセスを経て製造される、請求項１１に記載の球技用ボール。
【請求項１４】
前記発泡体が、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、および酢酸エチルビニルからなる群から選択される、請求項１１に記載の球技用ボール。
【請求項１５】
前記第一の層が、当接する縁に沿って接続された複数個のパネルで形成されている、請求項１１に記載の球技用ボール。
【請求項１６】
当該球技用ボールがサッカーボールであり、
前記パネルが２０枚の六角形のパネルと１２枚の五角形のパネルとを含む、請求項１５に記載の球技用ボール。
【請求項１７】
サッカーボールであって、
当該サッカーボールの外表面を形成する、当接する縁に沿って接続された複数個のパネルを含むカバーと、
前記カバー内に位置する発砲層であって、高純度の窒素発泡剤を用いて加工され、閉じた気泡を有する架橋発泡体を含む発泡層と、
この発泡層内に位置する、少なくとも１種の繊維材料を含む繊維層と、
この繊維層内に位置する、空気で膨らませることのできる内袋と
を含み、
前記発泡体は、
高分子材料を提供することと、
前記高分子材料に少なくとも純度９９．９％の窒素発泡剤を含浸させることと、
前記高分子材料の軟化温度を超えるまで前記高分子材料を加熱し、前記高分子材料の周囲の流体圧力を低下させ、前記高分子材料を冷却することによって前記高分子材料を膨張させることと、
を含むプロセスを経て製造されるサッカーボール。
【請求項１８】
前記高分子材料がポリオレフィンである、請求項１７に記載のサッカーボール。
【請求項１９】
前記高分子材料が低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、および酢酸エチルビニルからなる群から選択される、請求項１７に記載のサッカーボール。
【請求項２０】
前記パネルが２０枚の六角形のパネルと１２枚の五角形のパネルとを含む、請求項１７に記載のサッカーボール。
【請求項２１】
球技用ボールを製造する方法であって、
発泡材料を準備する工程と、
前記発泡材料を球技用ボールへ組み込む工程とを含み、
前記発砲材料を準備する工程が、
高分子材料に純度が少なくとも９９．９％の窒素発泡剤を含浸させることと、
前記高分子材料の軟化温度を超えるまで前記高分子材料を加熱し、前記高分子材料の周囲の流体圧力を低下させ、前記高分子材料を冷却することによって前記高分子材料を膨張させることと、
を含む方法。
【請求項２２】
前記パネルの当接する縁に沿って接続された複数個のパネルを含むカバーで、前記発泡材料を囲む工程をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記発泡材料を囲む前記工程が、２０枚の六角形のパネルと１２枚の五角形のパネルとを含むパネルを製造することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記発泡材料の内側に繊維層および内袋を配置する工程をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
球技用ボールであって、
当該球技用ボールの外表面を形成する外層と、
前記外層の内部に位置する、不活性流体発泡剤を用いて加工された高分子発泡体である内層と
を含む球技用ボール。
【請求項２６】
前記不活性流体発泡剤が窒素である、請求項２５に記載の球技用ボール。
【請求項２７】
前記窒素が少なくとも９９．９％の窒素を含む高純度窒素である、請求項２６に記載の球技用ボール。
【請求項２８】
前記不活性流体発泡剤の純度が少なくとも９９．９％である、請求項２５に記載の球技用ボール。
【請求項２９】
前記不活性流体発泡剤が、ヘリウム、ネオンおよびアルゴンからなる群のうちの一つである、請求項２５に記載の球技用ボール。
【請求項３０】
前記発泡体がポリオレフィンである、請求項２５に記載の球技用ボール。
【請求項３１】
前記発泡体が複数個の閉じた気泡を含む、請求項２５に記載の球技用ボール。
【請求項３２】
前記発泡体が架橋されている、請求項２５に記載の球技用ボール。
【請求項３３】
少なくとも１つの前記内層内に位置する、空気で膨らませることのできる内袋をさらに含む、請求項２５に記載の球技用ボール。
【請求項３４】
前記外層が当接する縁に沿って接続された複数個のパネルで形成されている、請求項２５に記載の球技用ボール。
【請求項３５】
前記球技用ボールがサッカーボールであり、
前記パネルが２０枚の六角形のパネル２０枚と１２枚の五角形のパネルとを含む、請求項３４に記載の球技用ボール。
【請求項３６】
球技用ボールを製造する方法であって、
発泡材料を準備する工程と、
前記発泡材料を球技用ボールへ組み込む工程とを含み、
前記発砲材料を準備する工程が、
高分子材料に不活性流体発泡剤を含浸させることと、
前記高分子材料の軟化温度を超えるまで前記高分子材料を加熱し、前記高分子材料の周囲の流体圧力を低下させ、前記高分子材料を冷却することによって前記高分子材料を膨張させることとを含む方法。
【請求項３７】
前記不活性流体発泡剤に窒素を選択する工程をさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記不活性流体発泡剤に少なくとも９９．９％の窒素を含む高純度窒素を選択する工程をさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記不活性流体発泡剤が少なくとも９９．９％の純度を有するよう選択する工程をさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記不活性流体発泡剤が、ヘリウム、ネオンおよびアルゴンからなる群のうちの１つとなるよう選択する工程をさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
前記パネルの当接する縁に沿って接続された複数個のパネルを含むカバーで前記発泡材料を囲む工程をさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】
前記発泡材料を囲む前記工程が、２０枚の六角形のパネルと１２枚の五角形のパネルとを含むパネルを製造することを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記発泡材料の内部に繊維層および内袋を配置する工程をさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球技用ボールの構築に利用できる材料に関する。より詳しくは、本発明は、不活性流体発泡剤、例えば窒素で加工された高分子発泡体を組み込んだ球技用ボールに関する。
【背景技術】
【０００２】
サッカーの試合は、全長約１００メートルの芝のフィールドとそのフィールドの両端に置かれたゴールとの上で行われる。試合する両チームは、フットボールとも呼ばれるサッカーボールを手で持たずに、または手がボールの動きに影響しないように、フィールドの全長に沿って反対の方向へサッカーボールを進めようとする。サッカーの試合の目的は、一方のチームの選手が協力してサッカーボールを前に進め、サッカーボールを決められたゴールへ入れ、それによって得点することである。同時に、もう一方のチームはサッカーボールを取り戻して反対のゴールの方向へサッカーボールを進めるために、協力してボールの前進を阻止しようとする。
【０００３】
国際サッカー連盟（ＦＩＦＡ）は、サッカーボールを承認済みまたは検定済みであると評価付ける基準を公表している。承認済みとされたサッカーボールは、通常国際試合に必要な品質を備えると認められているのに対し、検定済みとされたサッカーボールはそれより下級の試合レベルまたは練習用に利用される。承認済みとされるのに必要な資格を得るためには、サッカーボールは、重量、外周、球形度、圧力損失、吸水率、跳ね返り、ならびに形状およびサイズの保持などの特性に基づく狭い許容範囲内に入る必要がある。
【０００４】
ＦＩＦＡに定められた基準は、概ね、サッカーボールの具体的な構造やサッカーボールの種々の部品に利用されている材料よりも、サッカーボールの物理的特性および性能に関する。したがって、サッカーボールの製造者はサッカーボールの物理的特性を向上させようとして市販のサッカーボールの構造および材料を変えることがよくある。しかし、一般的に言って、以下に述べるように、現代の（最新の）サッカーボールは実質的に従来の構造を有している。
【０００５】
従来のサッカーボールは実質的に球形で、カバー、構造上支えとなる内層、および空気で膨らませることのできる内袋を含む積層構造を有している。このカバーは通常隣接する面を縫い合わせて閉じた面を形成する、複数個の耐久性のある耐摩耗性パネルで形成されている。伝統的なサッカーボールカバーは切頂正２０面体の型によって作られているので、２０枚の六角形のパネルと１２枚の五角形のパネルとを含み、また複数のその他のパネル形態も従来利用されている。このカバーはフルグレインレザーから形成してもよいが、従来のサッカーボールのカバーはポリウレタンまたはポリ塩化ビニル材から形成されることが多い。内層は通常カバーと内袋との間に位置して内袋によってもたらされる外からの圧力に抵抗し、その結果サイズの一定した球形を保っている。製造者にもよるだろうが、内層は天然の綿織物、ポリエステル織物、または綿繊維とポリエステル繊維との双方を組み合わせた織物からできている。織物に加えて、内層には例えばラテックス層を組み込んでもよい。内袋は、従来のサッカーボールの一番内側の層になるが、例えば天然ゴム、ブチルラバー、およびポリウレタンといった実質上空気を通さない材質からできている。内袋には通常空気を送り込みやすくするための、カバーから通じているバルブが含まれる。膨らませると内袋は膨張し、内層およびカバーへ均一に外向きの圧力がかかり、その結果サッカーボールを実質上球形にする。
【０００６】
カバー、内層、および内袋に加えて、サッカーボールに高分子発泡体層を組み込んで柔軟性およびクッション性を高めてもよい。発泡層は通常厚さ１ミリメートル〜２ミリメートルで、カバーと内層との間に置かれる。発泡層に適した材料としては大部分のポリオレフィン発泡体が挙げられ、これは唯一のモノマーとしてオレフィンを重合して製造される。ポリオレフィン発泡体の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、および酢酸エチルビニルが挙げられる。
【０００７】
従来のサッカーボールに適したポリオレフィン発泡体の製造に通例用いられる最初の製造プロセスでは、クロロフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、または揮発性炭化水素が発泡剤として利用される。結果として得られるポリオレフィン発泡体は架橋されておらず、そのため地球環境に有害であるとされる化学物質を放出する可能性がある。同様の化学物質の放出もまた、製造プロセス自体での過失の結果生じる可能性がある。
【０００８】
従来のサッカーボールに適したポリオレフィン発泡体の製造に通例用いられるもう１つの製造プロセスでは、分解反応によって膨張する化学発泡剤が利用される。発泡体の製造には、アゾジカルボンアミドなどの化学物質をポリオレフィン樹脂へ加える。次にアゾジカルボンアミドに関連する分解反応を熱によって開始させ、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、およびアンモニアといったガスを生成する。多種類のガスがポリオレフィン樹脂を膨張させ、その結果ポリオレフィン発泡体を生じる。しかし、生じるポリオレフィン発泡体の中に大部分のアゾジカルボンアミドが残留物質として残る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ポリオレフィン発泡体の密度にもよるが、発泡体重量の約１０％はアゾジカルボンアミド 残留物質に起因する可能性がある。したがって、ポリオレフィン発泡体重量の９０％のみがポリオレフィン発泡体の機械的性能に寄与することができる。さらに、ポリオレフィン発泡体を組み込んだサッカーボールが高い周囲温度に曝されたならば、アゾジカルボンアミド分解反応が再開し、その結果サッカーボール内部のポリオレフィン発泡体の特性を変える可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、窒素発泡剤で加工された高分子発泡体を含む球技用ボールである。前記の発明の背景で述べたように、従来の発泡体は球技用ボール、例えばサッカーボールに組み込まれることが多い。従来の発泡体は、発泡剤としてクロロフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、または揮発性炭化水素を用いて加工されるが、これは環境に有害である。あるいは、従来の発泡体は生じる発泡体の中に残留物質の残るアゾジカルボンアミドなどの化学発泡剤を用いて形成される。従来の発泡体とは対照的に、本発明の球技用ボールに利用される高分子発泡体は、環境に悪影響を与えないか、またはあまり残留化学物質を残さない窒素発泡剤で形成される。あるいは、例えばヘリウム、ネオン、またはアルゴンをはじめとする通常不活性のその他の種々の流体を発泡剤として利用してもよい。
【００１１】
高分子発泡体の形成には、窒素発泡剤を利用して高分子材料に含浸させる。この高分子材料はポリオレフィン、例えばポリエチレン、酢酸エチルビニル、またはポリプロピレンであってもよい。次に窒素を含浸させた（吹き込んだ）高分子材料を加熱し、高分子材料の周囲の圧力を低下させ、それによって窒素を膨張させる。冷却の際、膨張した高分子材料は凝固し、結果として生じる高分子発泡体を形成する。様々な純度の窒素が発泡剤として適している。しかし、窒素発泡高分子発泡体の製造には、通常少なくとも純度99.9%の窒素が利用されている。
【００１２】
窒素発泡高分子発泡体は、例えばサッカーボール、バレーボール、またはフットボールをはじめとする多種類の球技用ボールへ組み込むことができる。このような球技用ボールは、通常隣接する縁に沿って接続された複数個のパネルから形成されるカバーを含む。窒素発泡高分子発泡体はカバーの内側に位置し、繊維層および内袋を含むその他の層は高分子発泡体の内側に置かれる。
【００１３】
本発明を特徴づける新規な利点および特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に示されている。しかし新規な利点および特徴をよりよく理解するには、本発明に関連する種々の実施形態および概念を記述および説明する以下の記載事項および添付の図面を参照すればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
添付の図面とあわせて読むと前述の発明の概要、および発明の詳細な説明がさらによく理解される。
以下の考察および添付の図面は、本発明に係る球技用ボールを開示する。球技用ボールは窒素発泡剤で加工された高分子発泡体を組み込んだサッカーボールとして述べられる。あるいは、例えばヘリウム、ネオン、またはアルゴンをはじめとする通常不活性のその他の種々の流体を発泡剤として利用してもよい。以下の考察は、高分子発泡体を組み込んだ代表的な球技用ボールの構造および特徴を明らかにするため、具体的にサッカーボールを対象とする。しかし、本明細書中に開示の原理は、例えばバレーボールおよびフットボールをはじめとするその他の種類の球技用ボールにも等しく適用可能であることを当業者なら理解するであろう。
【００１５】
サッカーボールの構造を有する球技用ボール10を図１および図２に表す。ボール10の主な要素は、カバー20、発泡層30、ラテックス層40、繊維層50、および内袋60である。カバー20は、２０枚の六角形のパネル21と１２枚の五角形のパネル22により形成されており、隣接する辺に沿って縫合されてボール10の外表面を形成している。種々のパネル21および22は、正六角形および正五角形の形をしているとして表されている。さらなる実施形態では、パネル21および22は不等辺形であってもよい。すなわち選択されたパネル21および22は、隣接するパネル21および22とが一体に形成され、縫合に必要とされる縫い目の数を減らすひとつながりのパネルを形成していてもよい。またはパネル21および22は、モザイク型に組み合わせてカバー20を形成するその他の形であってもよい。カバー20に選択される材料は革、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル材、または耐久性および耐摩耗性の双方を有するその他の材料であってもよい。
【００１６】
発泡層30はカバー20の内部表面に隣接して位置し、ボール10の全体的な柔軟性およびクッション性を向上させる。発泡層30の厚さは０．５ミリメートル〜４．５ミリメートルである。発泡層30に適した材料としては、窒素発泡剤を用いて加工されるポリオレフィン発泡体などの種々の高分子発泡体が挙げられる。ポリオレフィン発泡体の例としては、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、および酢酸エチルビニルが挙げられる。あるいは、例えばヘリウム、ネオン、またはアルゴンをはじめとする通常は不活性のその他の種々の流体を高分子発泡剤の発泡剤として利用してよい。
【００１７】
前記の発明の背景で述べたように、ポリオレフィン発泡体はしばしば従来のサッカーボールに組み込まれる。ポリオレフィン発泡体は、発泡剤としてクロロフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、または揮発性炭化水素を用いて加工される可能性があるが、これは環境に有害である。あるいは、ポリオレフィン発泡体は、生じるポリオレフィン発泡体の中に残留物質が残るアゾジカルボンアミドなどの化学発泡剤を用いて形成してもよい。残留物質はポリオレフィン発泡体、そして従来のサッカーボールの重量に関わるが、ポリオレフィン発泡体の機械的性能には関与しない。さらに、アゾジカルボンアミドは、ポリオレフィン発泡体が従来のサッカーボールへ組み込まれてからも分解を続ける。分解が続くとポリオレフィン発泡体内の気泡の大きさが大きくなり、結果として発泡体の特性を変えてしまう。
【００１８】
従来のポリオレフィン発泡体材料の問題に取り組むため、本発明の発泡層30は、窒素発泡剤を用いて加工された高分子発泡体を組み込んでいる。このような発泡体は、以下で窒素発泡高分子発泡体と呼ぶが、独立気泡の架橋ポリエチレン発泡体PLASTAZOTE; 独立気泡の架橋エチレン共重合体発泡体EVAZOTEおよびSUPAZOTE;ならびに独立気泡のポリプロピレン共重合体発泡体PROPOZOTEという商標でZotefoams Inc. of Croyden, Englandから市販されている。一般に従来の高分子発泡体の製造に利用されているクロロフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、または揮発性炭化水素発泡剤とは対照的に、窒素は大気中に天然に豊富に存在し、通常は不活性であると考えられている。したがって地球環境の保全を促進し、窒素発泡高分子発泡体を製造し、取り扱う個人の健康を増進する。その上、窒素発泡高分子発泡体は、アゾジカルボンアミドの分解反応で発泡する高分子発泡体のように残留化学物質を含まない。したがって、従来の高分子発泡体と比較すれば、窒素発泡高分子発泡体中に残留化学物質がないことで、重量あたりの機械的性能が高まる。
【００１９】
窒素発泡高分子発泡体のさらなる利点は、発泡体内に生じる気泡（セル）、すなわちガスが充満した小袋（ポケット）に関する。従来の高分子発泡体は気泡サイズの範囲が広い。それにひきかえ、窒素発泡高分子発泡体の気泡サイズは実質的により均一であり、その結果発泡体全体に渡ってより一貫した特性を与える。これは窒素発泡高分子発泡体の気泡サイズが変動しないということを意味するのではない。むしろ、窒素発泡高分子発泡体中で気泡サイズの変動が起こる頻度が、従来の高分子発泡体よりも有意に低いことを意味する。したがって、窒素発泡高分子発泡体の気泡サイズの標準偏差は従来の発泡体材料の気泡サイズの標準偏差よりも低い。
【００２０】
窒素発泡高分子発泡体は通常、押出（成形）、含浸（吹き込み）、および膨張を含む３工程のプロセスを経て製造される。押出工程では、ベース樹脂と添加剤を混合し、例えば着色剤、難燃剤、または可塑剤をはじめとする添加剤とともに押出機に入れる。次にベース樹脂と添加剤を所望の形状に押出して（押出し成形して）架橋プラスチックを形成する。架橋は例えば照射または化学物質によって達成してもよい。含浸工程では、押出されたプラスチックを高圧オートクレーブ内に置き、軟化温度を超える温度まで加熱する。このプラスチックをまた、加熱したプラスチック物質へ窒素が溶解するように比較的高圧の実質的に純粋な窒素にさらす。続いてこのプラスチックを冷却し、それによって窒素をプラスチック内部へ閉じ込める、または固定する。膨張工程では、窒素の含浸したプラスチックを低圧オートクレーブ内に置き、再び軟化温度を超える温度まで加熱する。次に、加熱中にプラスチックの周囲の中程度の空気圧を、プラスチック内部の窒素が膨張するように低下させ、その結果プラスチックが均一に発泡する。したがって、発泡剤には、環境または高分子発泡体自体に悪影響を有する可能性のあるクロロフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、揮発性炭化水素、またはアゾジカルボンアミドではなく窒素のみを利用する。
【００２１】
さまざまな純度の窒素が、上記に述べたプロセスの発泡剤として適している。しかし、窒素発泡高分子発泡体の製造には通常高純度の窒素が利用される。本願の目的のためには、純度９９．９％の窒素が高純度と考えられる。高純度窒素ガスを利用することの利益は、圧力−温度の種々の組合せでも高純度の窒素の膨張特性が予想可能な点に関する。種々の圧力−温度の組合せによって追加するガスの膨張特性が異なるため、膨張の予測可能性はガスを追加するとともに低下する。したがって、高純度の窒素を使用すると高分子中の膨張が予測可能となり、その結果生じる発泡体が均一になる。もしその他の不活性流体発泡剤を利用するならば、その他の不活性流体発泡剤は９９．９％の高純度を示し得る。
【００２２】
ボール10の製造には、カバー20、発泡層30、ラテックス層40、および繊維層50を共に接合して単一の積層材料を形成する。部品を接着させる際には熱、圧力、および／または接着剤を利用してもよい。個々のパネル21および22を積層材料から打ち抜き、1つに継ぎ合わせる。次に内袋60を継ぎ合わせた要素の内側に取り付け、それによりボール10の製造が実質的に完了する。
【００２３】
カバー20および発泡層30以外に、ボール10はラテックス層40、繊維層50、および内袋層60を含む。ラテックス層40はボール10の内側に利用してもよく、発泡層30と隣接して置かれ発泡層30の反対側にはカバー20が置かれる。ラテックス層40の目的はエネルギーの戻りを得ることである。繊維層50はラテックス層40と内袋60との間に位置し、天然の綿織物、ポリエステル織物、または綿繊維とポリエステル繊維との双方を組み合わせた織物から形成されていてもよい。内袋60はボール10の最も内側の層である。内袋60を形成する素材は実質的に空気を通さないものであり、天然ゴム、ブチルラバー、およびポリウレタンが挙げられる。内袋60には、繊維層50、ラテックス層40、発泡層30、およびカバー20を貫いて空気を送り込みやすくするためのバルブ口（図示されていない）を含む。あるいは、バルブ口はカバー20の面よりも僅かに窪んでいてもよい。適当な圧力で膨らませると、内袋60は膨張し、その結果ボール10は実質的に球形となる。
【００２４】
実験的分析で従来のサッカーボールの物理的特性および性能を、ボール10の構造を有する複数個の試作品のサッカーボールと比較した。実験から得た分析の対照基準として、従来のサッカーボールおよび試作品のサッカーボールの全体的な構造は、発泡層に利用される高分子発泡体を除いて実質的に同一であった。従来のサッカーボールは厚さ２ミリメートルの従来のポリエチレン発泡体が組み込まれているのに対して、試作品のサッカーボールは厚さ２ミリメートルの窒素発泡高分子発泡体を利用している。したがって、従来のサッカーボールと試作品のサッカーボールとの違いは通常、異なる種類の発泡体によるものとすることができる。
【００２５】
３種類の試作品のサッカーボールを実験的分析のために準備した。以降、これを試作品サッカーボールＡ、Ｂ、およびＣとして区別する。試作品サッカーボールＡには窒素発泡ポリエチレン発泡体を組み込んだのに対して、試作品サッカーボールＢおよびＣには異なる２種類の窒素発泡エチレン共重合体発泡体を利用した。承認済みサッカーボールに関するＦＩＦＡの基準は、特に、サッカーボールが重量４２０グラム〜４４５グラムおよび外周６８．５グラム〜６９．５グラムの間であることを求めている。従来型であれ試作品であれ、全てのサッカーボールの重量および外周が、ＦＩＦＡの承認を受けるために必要な重量および外周の範囲内であった。
【００２６】
従来型および試作品のサッカーボールについて、これもＦＩＦＡ基準に含まれる、跳ね返り、サイズの膨張、球形度の偏り、空気圧の損失、および吸水率の試験を行った。さらに、サッカーボールを摩耗減量について試験した。実験から得られた分析結果を図３の表に示す。全てのサッカーボールが全ての試験で承認済みボールとなるＦＩＦＡ基準内に入ったものの、概して試作品サッカーボールＡ、Ｂ、およびＣのほうが従来型サッカーボールよりも成績が良かった。跳ね返り試験には、２メートルの高さから様々なサッカーボールを鉄板の上に落として跳ね返りの高さを測定することが含まれた。試作品サッカーボールＡ、Ｂ、およびＣのそれぞれが従来のサッカーボールの跳ね返りの高さを上回った。サイズの膨張、球形度の偏り、空気圧の損失、および摩耗減量試験は、様々なサッカーボールを時速約５０キロメートルで鉄板へ向けて２０００回押し出すことによって実施した。試作品サッカーボールＡ、Ｂ、およびＣはそれぞれ従来型サッカーボールよりも外周の膨張、圧力の損失、および摩耗が少なく、試作品サッカーボールＢは従来のサッカーボールよりも球形度の偏りが少なかった。吸水率試験は様々なサッカーボールを所定の時間水に浸すことおよびその結果生じる質量変化を測定することによって実施し、試作品サッカーボールＡおよびＣは双方とも全体的に低い吸収を示した。サッカーボールの実験から得た分析から、したがって、窒素発泡高分子発泡体を組み込んでいるボール10の構造を有するサッカーボールは、概して従来型サッカーボールよりも成績がよいことが証明された。
【００２７】
従来型サッカーボールと比較して試作品サッカーボールＡ、Ｂ、およびＣのほうが、概して性能が高いのは、窒素発泡高分子発泡体に関する様々な要因によるであろう。上記のように、従来の発泡体材料はより不均一な気泡構造を有し、発泡体の重量に加わる残留化学物質を組み込む可能性があるが、発泡体の機械的性能には寄与しない。従来の発泡体材料の気泡構造および残留物質重量は、個別にまたは組み合わせることによって、試作品サッカーボールＡ、Ｂ、およびＣの性能向上の原因となる可能性がある。
【００２８】
上述のボール10の具体的な構造は、本発明の範囲内で変化させてもよい。例えば、ラテックス層40または繊維層50はなくてもよい。ボール10はサッカーボールとして開示されており、カバー20について開示される具体的な構造は一般にサッカーボールに特有のものである。しかしながら本発明は窒素発泡高分子発泡体を組み込むバレーボールおよびフットボールを網羅することを意図している。したがって、さらなる実施形態では、ボール10は例えば、実質的に異なるカバー構造を有し、フットボールの場合は実質的に形状が異なる、バレーボールまたはフットボールであってもよい。したがって、本発明の範囲を逸脱することなくボール10の構造に対して種々の改変を行ってもよい。
【００２９】
本発明を上記および、様々な実施形態に関する添付の図面に開示する。しかし、本開示による目的は、本発明に関連する種々の特徴および考え方の例を提供することであり、本発明の範囲を限定するものではない。当業者ならば、添付の特許請求の範囲によって定義されるとおり、本発明の範囲を逸脱することなく上記の実施形態に対し多数の変形形態および変更形態を作り出せることが分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るサッカーボールの斜視図である。
【図２】前記サッカーボールの選択された層を剥いだ斜視図である。
【図３】多種類の従来型および試作品サッカーボールの実験から得た分析データを示す表である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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