复合材料拍子及其形成方法与流程

本教导总体上涉及用于形成运动器材的复合材料和结构，且更具体地涉及用于形成匹克球拍子的纤维复合材料。

背景技术：

1、目前市场上的大多数匹克球拍子和其它球拍由碳纤维或玻璃纤维构成。虽然这些材料的性能是合乎需要的，但这些材料既不可持续也不可再循环并且涉及极大的碳排放量。然而，为避免使用这些材料而做出的努力通常导致拍子出现性能缺陷。简单地用天然且可持续的材料替换碳纤维或玻璃纤维导致拍子不能适当地发挥作用和/或使用起来不舒适。

2、国际匹克球联合会(ifp)和美国匹克球协会(usapa)制定了匹克球拍子的规则和规定。可允许的匹克球拍子的准则包括对表面粗糙度、反射、尺寸和外观的限制。

3、因此，希望开发一种在独特的构造和制造技术中利用天然且可持续的材料的拍子，使得可以消除或最小化碳纤维和玻璃纤维，同时仍然允许拍子表现良好并且为使用者提供极大的舒适性。还需要一种拍子，其利用天然且可持续的材料，同时仍满足国际匹克球联合会(ifp)和美国匹克球协会(usapa)规定的要求。

技术实现思路

1、本文的教导涉及一种拍子，其包括限定中心轴线的击打部分；手柄部分和与手柄部分和击打部分两者邻接的锥形部分；夹层结构，该夹层结构包括芯层和与芯层结合的第一表皮，第一表皮包括第一织物层和与第一织物层结合的第二织物层。

2、该拍子可以包括插在芯层与第一表皮之间的基底，该基底经配置以促进芯层与第一表皮的结合。芯层可以是包括一个或多个单元的蜂窝结构。基底可以是非编织聚合物织物，该非编织聚合物织物经配置以防止树脂渗入蜂窝结构的一个或多个单元中。

3、第一织物层可以是个于100gsm与170gsm之间的大麻织物。第一织物层可以包括定位成相对于中心轴线位于-10度与10度之间的编织图案。第二织物层可以是介于200gsm与300gsm之间的斜纹亚麻织物。第二织物层可以包括相对于中心轴线位于-10度与10度之间的编织图案。第一织物层可以是双向编织织物。第二织物层可以是相对于第一织物层位于-5度与5度之间的双向编织织物。

4、芯可以包括合成材料。芯可以包括天然材料。芯可以包括浸渍纤维材料。芯可以包括预浸料层压材料。第一表皮和第二表皮中的一个或多个可以包括以螺旋图案堆叠的至少六个不同层。芯可以包括指触干燥材料。芯可以包括粘性材料。芯可以包括至少两种不同的几何形状。芯可以包括第一中心几何形状，该第一中心几何形状由不同于第一中心几何形状的第二周边几何形状包围。芯可以包括大致为蜂窝形状的第一中心几何形状。芯可以包括由第二周边几何形状包围的第一中心几何形状，并且第二周边几何形状大致为螺旋形。

5、增材制造工艺可以形成芯。手柄部分可以包括形成第二周边几何形状的材料。芯可以包括螺旋形状。芯可以包括螺旋形状，并且用于形成螺旋形状的材料的厚度随着螺旋行进到拍子的外边缘而增加。用于形成螺旋的材料的厚度从螺旋的起点到螺旋的终点增加约20％至约40％。芯可以包括根据默里定律形成的多个分支。芯可以包括纸板网格，该纸板网格包括可选的树脂涂层。芯可以包括编织复合材料。编织复合材料可以用树脂浸渍。

6、第一表皮可与芯层分开而固化，并且可以在固化工艺之后再与芯层结合。第一表皮可以与芯层固化在一起，使得第一表皮和芯层经由固化工艺结合。第一表皮和第二表皮可以由相同的材料形成。第一表皮和第二表皮可以由不同材料形成。

7、非编织基底可以位于第一表皮与芯层之间。非编织基底可以位于第二表皮与芯层之间。非编织基底可以包括聚合物材料。非编织基底可以包括聚丙烯或聚酯材料。非编织基底可以通过热熔粘合剂、粘合膜、粘合树脂或其某种组合结合到芯层。

8、第一织物层、第二织物层或两者可以是用树脂浸渍的织物，该树脂选自环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、生物树脂、热塑性树脂或其任何组合。第一织物层、第二织物层或两者可以由用树脂预浸渍的纤维形成。第一织物层、第二织物层或两者可以包括纤维垫、布或其某种组合。第一织物层、第二织物层或两者可以包括密度为至少约120g/cm2但小于约150g/cm2的平纹编织大麻。第一织物层、第二织物层或两者可以包括单向编织物。第一织物层、第二织物层或两者可以包括双向编织物，该双向编织物具有在第一x方向上延伸的线和在第一y方向上延伸的线。第一织物层、第二织物层或两者包括+45/-45度的编织物，其中第一x方向大致垂直于第一y方向。第一织物层、第二织物层或两者可以包括90/0度编织物。

9、本文的教导还涉及一种拍子，包括第一复合表皮，该第一复合表皮包括：第一织物层，该第一织物层具有双向编织物并由亚麻纤维形成，和第二织物层，该第二织物层具有双向编织物并由大麻纤维形成；第二复合表皮，该第二复合表皮包括：第三织物层，该第三织物层具有双向编织物并由亚麻纤维形成，和第四织物层，该第四织物层具有双向编织物并由大麻纤维形成；以及蜂窝芯结构，该蜂窝芯结构插在第一复合表皮与第二复合表皮之间。

10、第一织物层可以面向外，使得第二织物层插在第一织物层与蜂窝芯结构之间。第三织物层可以面向外，使得第四织物层插在第三织物层与芯结构之间。

11、拍子可以包括击打部分和手柄部分，击打部分和手柄部分限定中心轴线，使得击打部分和手柄关于中心轴线对称，击打部分包括定位成与手柄部分相对并且垂直于中心轴线的前边缘。

12、第一织物层可以定位成使得第一x方向和第一y方向中的至少一个定位在与中心轴线平行的10度内。第三织物层可以定位成使得第三x方向和y方向中的至少一个定位在与中心轴线平行的10度内。第二织物层可以定位成使得第二x方向和第二y方向中的至少一个定位在与中心轴线平行的10度内。第四织物层可以定位成使得第四x方向和第四y方向中的至少一个定位在与中心轴线平行的10度内。

13、拍子可以包括边缘防护件，该边缘防护件围绕击打部分的周边定位。拍子可以包括第二边缘，该第二边缘平行于中心轴线定位。拍子可以包括第三边缘，该第三边缘平行于中心轴线定位。

14、第一织物层、第二织物层、第三织物层和第四织物层都可以是预浸片材。第一织物层、第二织物层、第三织物层、第四织物层或其任何组合是用树脂浸渍的织物，该树脂选自环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、生物树脂、热塑性树脂或其任何组合。第一织物层、第二织物层、第三织物层、第四织物层或其任何组合由用树脂预浸渍的纤维形成。第一织物层、第二织物层、第三织物层、第四织物层或其任何组合可以包括纤维垫、布或其某种组合。第一织物层、第二织物层、第三织物层、第四织物层或其任何组合可以包括密度为至少约120g/cm2但小于约150g/cm2的平纹编织大麻。第一织物层、第二织物层、第三织物层、第四织物层或其任何组合可以包括单向编织物。第一织物层、第二织物层、第三织物层、第四织物层或其任何组合可以包括双向编织物，该双向编织物具有在第一x方向上延伸的线和具有在第一y方向上延伸的线。第一织物层、第二织物层、第三织物层、第四织物层或其任何组合可以包括+45/-45度编织，其中第一x方向大致垂直于第一y方向。第一织物层、第二织物层、第三织物层、第四织物层或其任何组合可以包括90/0度编织物。

15、本文的教导还设想了一种用于形成拍子的复合结构，包括：至少两层约200gsm的斜纹编织天然纤维织物，树脂，该树脂浸渍在该织物中，和蜂窝芯，该蜂窝芯经由树脂粘附到该至少两层。

16、本文的教导还涉及一种用于形成拍子的复合结构，包括：至少一个双轴天然纤维织物的第一层，该双轴天然纤维织物具有+45°和-45°或+/-30°或+/-60°的纤维取向，至少一个单向天然纤维织物的第二层，该单向天然纤维织物具有0°或90°的纤维取向，和树脂材料，该树脂材料与第一层或第二层中的一者或两者直接接触。

17、本文的教导还涉及一种用于形成拍子的层压件的形成方法，包括铺设至少三层与按重量计约30％至约50％的树脂含量混合的编织大麻，以及使用压缩模塑机压缩这三层以形成层压件。

18、本文的教导还设想了一种用于形成拍子的复合结构，包括至少一层纤维取向为0°和90°的编织天然纤维织物和浸渍在至少一层编织天然纤维织物中的热塑性树脂，该热塑性树脂选自聚丙烯、聚乳酸或其组合。

19、复合结构可以包括芯，该芯可以是位于第一层附近、第二层附近或两者附近的蜂窝芯。

20、本文的教导还涉及一种夹层面板，包括第一复合表皮，该第一复合表皮包括：第一织物层，该第一织物层具有亚麻纤维，第一织物层的面积重量在200克/平方米与300克/平方米之间，包括端值，和第二织物层，该第二织物层具有大麻纤维，第二织物的面积重量在100克/平方米与200克/平方米之间，包括端值；第二复合表皮，该第二复合表皮包括：第三织物层，该第三织物层具有亚麻纤维，第三织物层的面积重量在200克/平方米与300克/平方米之间，包括端值，和第四织物层，该第四织物层具有大麻纤维，第四织物的面积重量在100克/平方米与200克/平方米之间，包括端值。夹层面板可以包括芯结构，该芯结构插在第一复合表皮与第二复合表皮之间并结合到两者。

21、第一织物层可以包括具有第一经线和第一纬线的双向编织物。第二织物层可以包括具有第二经线和第二纬线的双向编织物。第一织物层可以结合到第二织物层，使得第一经线和第一纬线中的一者在与第二经线平行的五度内。

22、第一复合表皮可以结合到面板的第一侧，使得第二织物层插在第一织物层与蜂窝面板之间。第二复合表皮可以结合到芯结构的第二侧，使得第四织物层插在第三织物层与蜂窝芯结构之间，芯结构的第二侧与芯结构的第一侧相对。

23、拍子可以包括击打部分和手柄部分，击打部分和手柄部分限定中心轴线，使得击打部分和手柄关于中心轴线对称。第一织物层可以由双向编织形成并且包括第一经线和第一纬线。第三织物层可以由双向编织形成并且包括第三经线和第三纬线。第一织物层可以定位成使得第一经线和第一纬线中的至少一个定位在与中心轴线平行的10度内。第三织物层可以定位成使得第三经线和第三纬线中的至少一个定位在与中心轴线平行的10度内。

24、第一织物层可以由单向编织形成并且包括第一线。第三织物层可以由单向编织形成并且包括第三线。第一织物层可以定位成使得第一线定位在与中心轴线平行的五度内。第三织物层可以定位成使得第三线定位在与中心轴线平行的五度内。

25、第二织物层可以定位成使得第二x方向和第二y方向中的至少一个定位在与中心轴线平行的10度内。第四织物层可以定位成使得第四x方向和第四y方向中的至少一个定位在与中心轴线平行的10度内。

26、拍子可以包括边缘防护件，该边缘防护件围绕击打部分的周边定位。拍子可以包括第二边缘，该第二边缘平行于中心轴线定位。拍子可以包括第三边缘，该第三边缘平行于中心轴线定位。

27、第一织物层、第二织物层、第三织物层和第四织物层都可以是预浸片材。

28、第一织物层可以是合成纤维材料，并且第二织物层可以是天然纤维材料。合成材料可以是回收的碳纤维、回收的玻璃纤维、玄武岩、回收的超高分子量聚乙烯(uhmwpe)或其某种组合。天然纤维材料可以选自亚麻或大麻或其组合。拍子可以包括第三织物层，其中第一织物层可以是合成纤维，第二纤维层可以是天然纤维，并且第三纤维层可以是合成纤维。合成材料可以选自碳纤维、玄武岩或其组合，并且天然纤维可以选自亚麻、大麻或其组合。与没有天然纤维层的拍子相比，在拍子的使用期间振动可以减少。

29、芯层可以包括用于形成具有不同形状、尺寸和横截面的空腔的多个壁。芯层可以包括具有不同形状、尺寸和横截面的多个空腔，使得壁和空腔模仿鸟骨的结构。芯层可以包括空腔，该空腔接纳用于支撑空腔的多个尺寸相等的大致圆形部件。

30、本文的教导描述了与制造拍子相关的有利材料和方法，并且更具体地描述了用于形成拍子芯的材料和材料布置和系统。