(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨張可能な空気袋コアと、該空気袋コアの上に配される外皮とを有するボールにおいて、
前記外皮がシンタクチック材料の層を有し、該シンタクチック材料の層がマトリックス材料及び実質的に寸法が安定している、熱可塑性の膨脹した球状の中空球からなる弾性体を含むことを特徴とするボール。
【請求項２】
前記外皮が、上層複合体と裏張り層複合体とを有することを特徴とする請求項１記載のボール。
【請求項３】
前記外皮が中間層複合体をさらに有することを特徴とする請求項２記載のボール。
【請求項４】
前記シンタクチック材料の層がポリウレタン、ポリウレタン発泡材料またはＰＶＣを前記マトリックス材料として含み、該マトリックス材料が前記弾性体を混合した層として、前記上層複合体の１つの構成要素を形成することを特徴とする請求項２乃至３のいずれか１項に記載のボール。
【請求項５】
前記シンタクチック材料の層が、前記上層複合体に属する他の層の間に配置されることを特徴とする請求項４記載のボール。
【請求項６】
前記上層複合体が、透明外側層、該透明外側層の内側に印刷された透視印刷、中間層、接着剤層および裏張り層を含み、前記シンタクチック材料の層が前記中間層と前記接着剤層の間に配置されることを特徴とする請求項４または５記載のボール。
【請求項７】
前記外皮を形成する前記中間層複合体、前記上層複合体及び前記裏張り層複合体が、結合手段により互いに接合され、該結合手段が前記シンタクチック材料を含むことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のボール。
【請求項８】
前記マトリックス材料が天然ラテックスであることを特徴とする請求項７記載のボール。
【請求項９】
前記弾性体の前記マトリックス材料に対する比率が１重量％〜２０重量％であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のボール。
【請求項１０】
前記弾性体の前記マトリックス材料に対する比率が２重量％〜５重量％であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のボール。
【請求項１１】
前記弾性体の前記マトリックス材料に対する比率が４重量％であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のボール。
【請求項１２】
前記弾性体の各々の直径が５０μm〜１００μmであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のボール。
【請求項１３】
前記弾性体の各々の直径が７０μmである、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のボール。
【請求項１４】
マトリックス材料及び該マトリックス材料に混合される実質的に寸法が安定している、熱可塑性の膨脹した球状の中空球からなる弾性体を含むシンタクチック材料の、ボールの膨張可能な空気袋コアの上に配置された外皮における使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボールに関し、特に上層複合体および所望により中間および裏張り層複合体を含むサッカーボールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術からは様々なボール製造方法が公知である。非常に簡単な構造のボール（単層プラスチックボール）に加えて、高品質が要求される分野では特に手縫いのボールが使用されている。
【０００３】
手縫いのサッカーボール、ラグビーボール、ハンドボール、等の公知の製造方法は、例えばＷＯ９５／０９０３４特許に記載されている。その様な公知のボールの構造および製造方法を、以下に図５に関連して説明する。手縫い型のボール１０を図５に示す。図から分かる様に、ボール１０は、例えば加硫ラテックスからなる膨脹可能な空気袋コア９を有する。空気袋コア９の中にはバルブ（図には示していない）が配置されており、そのバルブを使用して完成したボールを膨脹させることができる。図に示す例の空気袋コア９の上には３層複合体が配置されており、例えば２個以上（図に示す例では３）の織物層からなる構造１２が裏張り層複合体（裏張り複合体とも呼ばれる）として使用されている。異なった織物層が適当な結合剤（通常は水溶液中の分散液）を使用して互いに接着されている。中間層複合体１３としてはポリエチレン発泡材（ＰＥ）の層が使用されている。最後に、図に示す例では、上層複合体１４は、透明フィルムからなる。この先行技術で公知のボールでは、透明層１４とポリエチレン発泡材１３の層の間に装飾用のマーキング１５（装飾、製造業者名、および登録商標、等）が配置されている。
【０００４】
この型の公知のボール１０は、完成した透明外側層１４の内側に装飾マーキング１５を付けることにより製造される。続いて、中間層複合体１３および裏張り層複合体１２を透明被覆層１４の印刷側上に張り合わせる。続いて、この張合わせ（大きな区域にわたって製造）を打ち抜き、平らな形状（通常の三角形、五角形、六角形）を製造し、これらを接合すると中空の球が得られる。次いでボール構成要素を手で縫い合わせ、この様にして製造したボール皮を膨脹可能なコア９の上に配置する（張合わせボールの場合）か、または膨脹可能なコア９を、この様にして製造したボール皮の中に挿入してから、閉鎖する（手縫いボールの場合）。
【０００５】
膨脹可能なコア９を多方向フィラメント構造で包み、これを加硫可能な接着により安定化させ、一つに保持する非手縫い型ボールでは、上記の方法により製造した上層複合体１４を、フィラメント構造中に対応して設けた窪みの中に、不織材料（フェルトまたはマット）を使用して接合することができる。
【０００６】
シンタクチック発泡材料、それ自体は公知である。シンタクチック発泡材料は、特に構造材料としてエポキシ樹脂または類似の高性能樹脂に対する需要が高い航空宇宙技術で使用されている。しかし、純粋なエポキシ樹脂の欠点は、密度が非常に高く、そのために重量が著しく大きくなり、重量を下げるために発泡させることができないことである。この理由から、中空のガラス球をエポキシ樹脂中に埋め込み、それらの重量を減少させ、安定性を増加させることが考案された。しかし今日まで、シンタクチック発泡材料は、マトリックス材料の安定性を高め、同時にその重量を下げるためにのみ使用されている。
【０００７】
これまで、シンタクチック発泡材料をボールの外皮に使用することは考慮されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この型の公知のボールおよび上記の製造方法には、下記の様な欠点がある。すなわち一つには、この型のボールの弾道特性が外側スキンの構造のために最適ではない。同じことがボールの跳返り特性および衝撃特性にも当てはまる。その上、上記の製造方法の欠点は、発泡材層１３が、印刷された、予め製造されたフィルム１４の上に張り合わされるので、これらの層の互い同士の接合が最適ではなく、これがマーキング１５の耐摩耗性に悪影響を及ぼす。さらに、透明フィルムに使用されるＰＵフィルムは光に対して安定化されてはいるが、耐光性ではない。その結果、接着剤接合を通してボールの好ましくない「黄変」が起こることがある。最後に、透明ＰＵフィルムには湿った環境中で滑りやすいという欠点があり、そのためにボールをコントロールするのが困難になる。
【０００９】
したがって本発明の目的は、高品質を有し、最適な跳返りおよび弾道特性を有し、足に「柔らかく」感じられ、速く飛び、最適な取り扱いおよび最適なボールコントロールが可能であり、該品質がＦＩＦＡにより要求される規格に適合し、それよりも優れているボールを提供することである。さらに、ボールは高度の丸みおよび寸法的安定性を有し、高度の耐摩耗性および低い吸水性を有しているべきである。製造方法は、上記の特性を有するボールを再現性のある様式で製造できるべきである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、本発明の請求項１のボールにより解決される。即ち、本発明のボールは、膨張可能な空気袋コアと、該空気袋コアの上に配される外皮とを有するボールにおいて、
前記外皮がシンタクチック材料の層を有し、該シンタクチック材料の層がマトリックス材料及び実質的に寸法が安定している弾性体を含むことを特徴とする。
【００１１】
具体的には、本発明の根底にある問題は、外皮がシンタクチック材料の層を有するボールにより、特にサッカーボールにより解決される。
【００１２】
シンタクチック材料は、実質的に寸法的に安定した固体が中に混合されているマトリックス材料からなる。
【００１３】
本発明で特に好ましいシンタクチック材料の亜群は、従来の発泡材料と対照的に、化学的推進剤または水によってではなく、弾性の、好ましくは中空の球と混合することにより膨脹するシンタクチック発泡材料である。
【００１４】
本発明で特に好ましい微小球は、“DUALITE" の商品名で市販されている。DUALITE中空球は、風船の様に閉じた球であり、空気または他の好適なガスで満たすことができ、その結果、一方でこれらの材料は圧縮することができるが、他方、それらに作用している圧力が消失するとすぐに本来の形状に戻る。この型の軟質微小球は耐圧性が極めて高く、非常に高い圧力下でのみ破裂する。
【００１５】
本発明のボールの外皮は、上層複合体と裏張り層複合体とを有することが好ましい。
【００１６】
この外皮が中間層複合体をさらに有することが好ましい。
【００１７】
シンタクチック材料の層がポリウレタン、ポリウレタン発泡材料またはＰＶＣをマトリックス材料として含み、このマトリックス材料が前記弾性体を混合した層として、上層複合体の１つの構成要素を形成することができる。
【００１８】
シンタクチック材料の層が、上層複合体に属する他の層の間に配置されることができる。
【００１９】
ボールの上層複合体が、透明外側層、この透明外側層の内側に印刷された透視印刷、中間層、接着剤層および裏張り層を含み、シンタクチック材料の層が中間層と接着剤層の間に配置されることが好ましい。
【００２０】
外皮を形成する中間層複合体、上層複合体及び裏張り層複合体が、結合手段により互いに接合され、この結合手段がシンタクチック材料を含むことが好ましい。
【００２１】
マトリックス材料を天然ラテックスとすることができる。
【００２２】
弾性体のマトリックス材料に対する比率は、１重量％〜２０重量％であってもよいが、２重量％〜５重量％であることが好ましく、更に４重量％であることが最も好ましい。
【００２３】
弾性体の各々の直径は、５０μm〜１００μmであることができるが、７０μmであることが好ましい。
【００２４】
また、弾性体は、熱可塑性の膨脹した球状の中空球からなることが好ましい。
【００２５】
本発明は、マトリックス材料及びこのマトリックス材料に混合される実質的に寸法が安定している弾性体を含むシンタクチック材料の、ボールの膨張可能な空気袋コアの上に配置された外皮における使用を特徴とする。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のボールは、外皮がシンタクチック材料の層を有し、シンタクチック材料の層がマトリックス材料及び実質的に寸法が安定している弾性体を含むので、シンタクチック発泡材料が優れた弾性を有し、また、シンタクチック材料をボールの膨張可能な空気袋コアの上に配置された外皮に使用するので、ボールに使用した場合に優れた跳返り特性が得られる。更に、種々のボール圧に亘って、最適な跳返りおよび弾道特性を有し、速く飛び、最適な取り扱いおよび最適なボールコントロールが可能である。更に低いボール圧でも良好な弾性特性が得られるので、ボールによる衝撃が少なく、足に「軟らかく」感じられる。
【００２７】
シンタクチック材料に含まれる弾性体は実質的に寸法が安定しているので、ボールの精確な弾性特性及び温度特性が得られる。即ち低温度においても従来のボールに比し、優れた跳ね返り特性を有するという効果を奏する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の現在好ましい実施態様を以下に添付の図面を参照しながら説明する。しかし、本発明はこれらの実施態様に限定されるものではなく、他の実施態様も含む。特に、本発明はサッカーボールに限定するものではなく、すべての型のボールに適用される。
【００２９】
本発明の第一の好ましい実施態様を図１に示す。本発明のボール１０の外皮１１の断面図を示す。図に示す実施態様では、外皮１１は、上層複合体２０、中間層複合体１３、および裏張り層複合体１２からなり、これらの複合体は膨脹可能な空気袋コア９の上に位置する（中間層複合体１３および裏張り層複合体１２は図式的にのみ示す）。膨脹可能な空気袋コア９は、バルブを備えた入口（図には示していない）を有し、そのバルブにより、ボールの製造後にボールを膨脹させることができる。裏張り層複合体１２は好ましくは２〜４（図に示す実施例では３）個の個別の織物層を含むが、これらの織物は、バスケット織りまたは類似の織り方で仕上げた、または編み上げたポリエステル織物からなるものでよい。
【００３０】
膨脹可能な空気袋コア９、裏張り層複合体１２および中間層複合体１３からなる構造は、それ自体公知であり、先行技術で手縫いボールに使用されていることに注意する。
【００３１】
図１に示す本発明の第一の好ましい実施態様では、本発明のシンタクチック材料が、図に示す実施態様では６つの個別層からなる上層複合体２０に使用されている。
【００３２】
外側層２２は、極めて高い強度および耐摩耗性を有し、老化した時に好ましくない黄変を起こしにくい脂肪族透明層を含む。次の層２４は、ボールを一つに組み立てた時にその装飾性の外観を示すマーキングを含む。外側層２２は透明なので、マーキング（通常は装飾、商標または他の文字や記号）は外側層２２を通して目に見える。以下に詳細に説明する様に、この層は、スクリーン印刷または転写印刷法により、脂肪族外側層２２の内側に印刷される。
【００３３】
一連の層の中の次の層２６は、脂肪族の中間層を含み、これは好ましくは白色であるが、異なった色、例えば蛍光緑色または蛍光赤色、を有することもできる。蛍光緑色または蛍光赤色のボールは、特に薄暮で行なわれるゲームでは一般的である。層２６は、後のボールにその親しみやすい白色（または着色）外観を与える。
【００３４】
一連の層の中の次の層は、本発明のシンタクチック発泡材料層５０を含む。好ましい実施態様では、マトリックス材料５２としてポリウレタンを使用し、その中に中空球５４が混合されている。しかし、ポリウレタン発泡材料またはＰＶＣも使用できる。中空球５４は、例えばOLW AG社（Traiskirchen、オーストリア）から“DUALITE" の名称で市販されている。この材料は、アクリロニトリル共重合体からなる膨脹した熱可塑性微小球を含む。DUALITE は、白色粉末の外観を有し、比重が０．１３g/cm３ であり、個々の微小球の直径は約７０μmである。DUALITE 微小球は、圧縮安定性が高く、１４０ kg/cm２ までの圧力をかけても破壊しない。DUALITE は、異なった製造業者から、様々な商品名で様々な密度およびサイズで市販されている。
【００３５】
本発明により、マトリックス材料５２と微小球５４の様々な混合比率を、ボールに使用する適性に関して試験した。微小球５４のポリウレタン５２に対する比率は、好ましくは１重量％〜２０重量％、より好ましくは２重量％〜５重量％、特に好ましくは約４重量％であることが分かった。シンタクチック発泡材料層５０を使用することにより、後のボールに優れた弾性および跳返り特性（下記参照）が与えられる。
【００３６】
一連の層の中の次の層２８は、第六の層を一連の層２２、２４、２６および５０に接着するための接着剤（ポリウレタン接着剤）層を含む。裏張り層３０は、好ましくはポリエステルおよび綿を混合した織物からなる。
【００３７】
上記の構造を有するボールの優れた特性は、本発明のシンタクチック発泡材料を使用していることに帰せられる。先行技術で従来使用されている発泡材料層１３（図５参照）は、従来の様式で（化学的に、または水を使用して）膨脹させているので、その内側に不均質な気泡構造を有する。この様にして製造された気泡は、例外的な場合にのみ球形状を有し、空気が取り込まれた部分は通常腎臓形状または不規則形状を有する。このために不均質で、したがって好ましくないボールの弾性特性が得られる。
【００３８】
対照的に、本発明では、使用する中空球のすべてが同等であるので、精確に限定された弾性および温度特性を有する。本発明では、微小球が、空気で満たされている代わりに、特定のガスで、特定の圧力で満たされているので、ボールの弾性特性および温度特性の両方を調節することができる。
【００３９】
本発明の上層複合体２０の製造方法を、以下に図１を参照しながら説明する。
本発明により、先ず小売りされている高光沢性の剥離紙を回転可能なロールの上に取り付け、高光沢性剥離紙の末端を、電動機で駆動できる空のロールに取り付け、高光沢性剥離紙を空ロールの回りに巻き付ける。回転し得るロールと被駆動ロールの間に作業台をおき、被駆動紙ロールを回転させることにより、作業台の上で高光沢性剥離紙をゆっくりと引っ張る。さらに、被駆動空ロールと紙ロールの間にオーブンを配置し、そのオーブンを通して高光沢紙をゆっくりと引いてから、空ロール上に巻き取る。
【００４０】
オーブンの正面には、透明外側層２２の液体脂肪族材料を、ゆっくりと移動している高光沢性剥離紙に塗布し、一様な層として配分するための、塗り広げるドクターナイフを備えた供給装置が配置されている。塗り広げるドクターナイフを使用し、液体脂肪族材料を配分して一様な被膜を形成した後、これをオーブンに通し、蒸発させて架橋させる。次いで、空ロールを回転させて空ロール上に巻き上げ、高光沢性剥離紙および透明外側層２２からなるロールを製造する。
【００４１】
次いで、それ自体公知のスクリーン印刷または転写印刷装置を使用し、このロール上に所望のマーキング、装飾、等を印刷する。続いて、この様にして得たロール（この時点で高光沢性剥離紙、外側層２２および透視(verre eglomise)印刷２４からなる）を、外側層２２を製造するための上記の装置中に再度導入するが、今回は、供給容器は脂肪族の白色中間層の液体材料を含む。さらに、塗り広げるドクターナイフを適切に調節し、必要な厚さの脂肪族中間層２６を形成する。
【００４２】
この層もオーブンで蒸発させ、架橋させた後、得られたロール（この時点で高光沢性剥離紙、外側層２２、透視印刷２４および中間層２６からなる）を、外側層２２を製造するための上記の装置中に再度導入する。しかし、今回は、供給容器は本発明のシンタクチック発泡材料の層５０を含む。本発明により、シンタクチック発泡材料をすでに存在する組合せ層の上に、必要な厚さに塗り広げ、オーブンを使用して乾燥させる。
【００４３】
この様にして製造された組合せ層は、液体重合体層を広げ、続いて固化させることにより、２層を特に密に結合することができ、その結合は、その弾性に関して、ただ１つの層からなるかの様に挙動する。固化したプラスチック層の裏に印刷されたマーキングは、その上に第二の液体重合体層を広げることにより、いわば鋳込まれ、そのために密封されるので、マーキングは、外皮内に生じる摩擦力による摩耗に対して極めて高い耐性を有する。
【００４４】
最後に、こうして製造された組合せ層（この時点で高光沢性剥離紙、外側層２２、透視印刷２４、中間層２６およびシンタクチック発泡材料の層５０からなる）に接着剤層２８を施す。本発明により、この作業は外側層２２を塗布するための上記の装置を使用して行なうこともできる。しかし、この最後の工程では、塗り広げた、まだ液体である接着剤層２８がオーブンを通って硬化する前に、裏張り層３０を上から、まだ液体である接着剤層２８の、ボールの内側に面する側の上に配置し、ローラーで押し付ける。こうして完成した組合せ層をオーブンに通し、蒸発させ、架橋させ、本方法の最終工程として、完成した上層複合体から高光沢性剥離紙を引き離す。
【００４５】
あるいは、上記の製造作業を単一の製造ラインで完了させることもできるが、そこでは個々の層を個別のドクターナイフ／加熱区域で塗布する。
【００４６】
こうしてエンドレスウェブとして得た塗布（上層複合体）２０は、次に中間層複合体１３および裏張り層複合体１２に接合する。これは、例えば天然ラテックスを使用して行なう。さらに、透視印刷を備えた完成表面複合体に、従来の様式で他のモチーフを印刷することもできる。
【００４７】
最後に、こうして得たボール１０の皮を切断（打ち抜き）し、個別のボール構成要素（通常は五角形または六角形）を製造し、続いてこれらの構成要素を手で縫い合わせ、完成したボール１０を製造する。
【００４８】
上記の第一実施態様では、本発明のシンタクチック材料をボール皮１１の上層複合体２０中の発泡材料層５０として使用する。しかし、本発明の別の、さらに好ましい実施態様では、それに加えて、またはその代わりに、微小球５４をラテックス材料の中に混合し、それによって上層複合体２０、中間層複合体１３および裏張り層複合体１２を互いに接合することもできる。これには、一方で、ボールの弾性特性が結果としてさらに改良され、他方、天然ラテックスは実際かなりの重量を有するので、ボールの重量を低減させることができるという利点がある。
【００４９】
上に詳細に説明した様に、本発明のボールは公知のボールと比較して改良された特性を有する。このことを以下に図２〜４を参照しながら詳細に説明する。
【００５０】
図２で、本発明の跳返り高さを公知のボールの跳返り高さと、特に異なった温度で比較する。この場合、それぞれのボールを２メートルの高さから落下させ、跳返り高さ（＝跳上がり高さ）を測定した。本発明のボール（Ｗｃ  １９９８）を、公知のボールQuestra ApolloおよびQuestra Wc 1994 と、特に室温（ＲＴ）および５℃で比較した。グラフから分かる様に、本発明のボールの跳返り高さは室温で１．５０ｍであるのに対し、公知のボールではそれぞれ１．４５ｍおよび１．４６ｍに過ぎない。５℃では、その差はさらに大きくなり、本発明のボールの跳返り高さは室温で１．３７ｍであるのに対し、公知のボールはそれぞれ１．２９ｍおよび１．２８ｍに跳ね返るに過ぎない。この比較により、本発明のボールは跳返り高さが改良されているのみならず、温度に対する依存性が少ないことも分かる。
【００５１】
図３は、跳返り速度とボール圧の関係を、やはり本発明のボールと上記の公知のボールの比較により示す。グラフから分かる様に、本発明のボールは、そこに示すボール圧の全域にわたって、公知のボールよりも高い跳返り速度を示す。
【００５２】
図４は衝撃に対するボールの応答特性（衝撃特性）とボールの圧の関係を示す。グラフから分かる様に、本発明のボールにより生じる衝撃は、特に低いボール圧で、公知のボールよりも少ない。これは、本発明のボールの弾性特性が改良されていることを立証している。
【００５３】
最後に、シンタクチック材料を使用する本発明の原理は、手縫いのボールに限定するものではなく、張り合わせボールにも適用される。この場合、裏張り層複合体はカーカスにより置き換えられる。同じことが、ボールの上層複合体の製造にも当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるボール外皮の、層構造の断面図
【図２】跳返り高さと温度の関係の、本発明のボールと先行技術の公知のボールの比較
【図３】跳返り速度と圧力の関係を、本発明のボールと公知のボールで比較したグラフ
【図４】衝撃特性とボール圧の関係を、本発明のボールと公知のボールで比較したグラフ
【図５】先行技術による公知のボールの皮の断面図
【符号の説明】
９    空気袋コア
１０    ボール
１１    外皮
１２    裏張り層複合体
１３    中間層複合体
２０    上層複合体
２２    透明外側層
２４    透視印刷
２６    中間層
２８    接着剤層
３０    裏張り層
５０    シンタクチック材料の層
５２    マトリックス材料
５４    吹込み成形部品（弾性体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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