體育籃球用皮革材質(zhì)對(duì)比分析

校 力

(咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院體育學(xué)院,陜西咸陽(yáng) 712000)

籃球運(yùn)動(dòng)源于游戲,由體育教師詹姆斯·奈史密斯通過(guò)汲取足球與曲棍球體育項(xiàng)目特點(diǎn)所發(fā)明。自發(fā)明之后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),都是基于足球?yàn)槠鞑拈_(kāi)展籃球運(yùn)動(dòng)。直到后來(lái),奈史密斯博士與斯伯丁公司共同研發(fā)了專(zhuān)門(mén)的籃球運(yùn)動(dòng)器材,即由皮革包裹,以橡膠為內(nèi)膽的籃球。為了滿(mǎn)足人們的觀賞性需求,托尼·辛克爾設(shè)計(jì)了橘紅色籃球。同時(shí)為了確保體育運(yùn)動(dòng)員順暢控球并保持球的均勻性,將布質(zhì)襯里夾到皮革中,便構(gòu)成了現(xiàn)代籃球原始模板。1976 年,ABA 聯(lián)盟引用了基于紅白藍(lán)三色皮革特質(zhì)的籃球,后續(xù)實(shí)現(xiàn)了普遍應(yīng)用。當(dāng)前體育籃球用皮質(zhì)的韌性、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性、疏水性相對(duì)交叉,且若柔軟性較差,回彈性不足,那么在體育運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,會(huì)增大控球難度,如此在身體被籃球擊中時(shí)很容易造成損傷,還會(huì)導(dǎo)致籃球變形,安全性無(wú)法保障[1]。據(jù)此,本文通過(guò)對(duì)比分析體育籃球材質(zhì),提供了一種觸感較好且耐磨的籃球皮革。

1 體育籃球材質(zhì)對(duì)比分析

當(dāng)前體育籃球結(jié)構(gòu)主要由球嘴、表皮、中胎、纏紗、內(nèi)膽等構(gòu)成。作為籃球主要原料,表皮是決定其質(zhì)量的關(guān)鍵要素[2]。基于材料質(zhì)量,體育籃球表皮質(zhì)量按照從高到低的順序可以劃分為真皮、PU、PVC、橡膠等。其中真皮的體育籃球通常是在地板室內(nèi)體育場(chǎng)館使用,而橡膠或合成皮的體育籃球由于耐磨性較好,一般是在室外體育場(chǎng)或者體育競(jìng)賽中使用。

1.1 橡膠

作為體育籃球制備材質(zhì),橡膠不僅物美價(jià)廉,耐用防水,且十分適合室外體育場(chǎng)所使用[3]。橡膠一般劃分為普通橡膠與發(fā)泡橡膠兩種類(lèi)型,普通橡膠的觸感比較硬,但是彈性很強(qiáng),而發(fā)泡橡膠的觸感比較軟,手感非常好。但是橡膠表皮的體育籃球在室外體育場(chǎng)所很容易粘上灰塵,表皮也比較光滑,很難完成接球、運(yùn)球、投籃等技術(shù)性項(xiàng)目,并極易造成人身傷害。

1.2 PVC

PVC 是人造塑料,PVC 材質(zhì)制成的體育籃球不僅防水性好,且價(jià)格便宜,但是觸感較差,表面過(guò)于光滑,彈性不足,尤其是在低溫環(huán)境下,耐溫性明顯不足,具體即拉伸性較差、質(zhì)地偏硬、彈性較差,并不適合低溫環(huán)境下使用,而且長(zhǎng)時(shí)間使用之后易于導(dǎo)致開(kāi)裂。

1.3 PU

PU 即人造皮革,是當(dāng)前體育籃球主流材質(zhì),不僅防水耐磨,且室內(nèi)外都可使用,粘度也非常高,是與真皮籃球最為接近的材質(zhì)[4]。PU 還可細(xì)化為一般PU、吸濕PU、超纖PU。其中吸濕PU 價(jià)高,但成分吸濕作用強(qiáng)大,粘手性良好；超纖PU 則與真皮材質(zhì)更為接近,手感細(xì)膩且吸汗防滑,相對(duì)于真皮更加易于保養(yǎng),并且耐磨性較好,不受限于體育場(chǎng)所,是現(xiàn)階段最受青睞的體育籃球材質(zhì)。

1.4 真皮

真皮體育籃球通常是以牛皮制作而成的,其觸感與彈性都很好,且粘度比較高[5]。在運(yùn)球或者投籃的時(shí)候,易于控制球轉(zhuǎn)向,有助于體育運(yùn)動(dòng)員充分發(fā)揮技術(shù)水平。作為國(guó)際體育大賽的指定籃球,價(jià)格較高,耐磨性相對(duì)不足,只適用于地板室內(nèi)體育場(chǎng)所使用。在真皮體育籃球使用之前,手感比較光滑,需要提前打開(kāi)表皮,手感才能達(dá)到最佳狀態(tài)。

2 體育籃球用皮革制作

2.1 原料

觸感好且耐磨性高的體育籃球皮革包含基布、粘結(jié)層、發(fā)泡層、表面層四部分。其中基布即針織布與無(wú)紡布[6]；粘結(jié)層即粘結(jié)劑構(gòu)成,為水溶性酚醛樹(shù)脂膠黏劑；表面層的具體組分見(jiàn)表1。

表1 表面層具體組分Table 1 Specific components of surface layer

發(fā)泡層的具體組分見(jiàn)表2。發(fā)泡劑即AC 發(fā)泡劑或者對(duì)甲苯磺酰肼[7],或二者混合物。

表2 發(fā)泡層具體組分Tab.2 Specific components of foaming layer

2.2 制作方法

2.2.1 表面層漿料制備

(1)改性凹凸棒土制備。于750～800 ℃溫度下焙燒凹凸棒土4～5 h,然后轉(zhuǎn)換到10%～15% 鹽酸溶液內(nèi)進(jìn)行3～4 h 浸泡,撈出之后烘干到含水量在2%～3%時(shí),便可獲得酸改性凹凸棒土；復(fù)配偶聯(lián)劑制備,混合1:24 硅烷偶聯(lián)劑與馬來(lái)酸酐,以獲取復(fù)配偶聯(lián)劑；偶聯(lián)劑改性凹凸棒土,在酸改性凹凸棒土中添加復(fù)配偶聯(lián)劑,并嚴(yán)格控制偶聯(lián)劑添加量為凹凸棒土量的4%～6%(wt.),利用加熱式捏合機(jī)以50r/min的速度進(jìn)行混合攪拌,并慢速升溫,在上升到80～90 ℃時(shí),以恒溫狀態(tài)進(jìn)行2～3 h的攪拌,便可獲得偶聯(lián)劑改性凹凸棒土；添加硬脂酸于偶聯(lián)劑改性凹凸棒土中,并控制硬脂酸添加量為凹凸棒土量的1%～1.2%(wt.),通過(guò)加熱式捏合機(jī)持續(xù)攪拌,溫度上升到95℃之后,以恒溫狀態(tài)攪拌1～2 h 之后,開(kāi)始排料,然后以50～60 ℃烘干物料,在含水量控制在0.5%的時(shí)候,傳輸于磨粉機(jī),研磨成50～60 目粉末,便可獲得改性凹凸棒土。

(2)混合水性聚氨酯樹(shù)脂、二甲基甲酰胺、聚丙烯酸鈉、水、N,N-二正丁基二硫氨基甲酸鎳、聚乙二醇、雙氧水、亞硫酸氫鈉、發(fā)泡劑、色粉,以220～230 ℃溫度加熱40～50 min,直到達(dá)到熔融狀態(tài),然后添加炭黑、石英砂、鐵基合金粉末、改性凹凸棒土,基于相同溫度,利用40～50 r/min 速度攪拌,25～30 min 之后便可獲得表面層漿料[8]。

2.2.2 發(fā)泡層漿料制備

于210～220 ℃加熱水性聚氨酯樹(shù)脂、二甲基甲酰胺、乳化劑30～40 min,再添加發(fā)泡劑、炭黑、重質(zhì)碳酸鈣,并以40-50 r/min 速度攪拌,30～40 min 之后便可獲得發(fā)泡層漿料。

2.2.3 漿料刮涂

涂覆表面層漿料于離型紙[9],在100～120 ℃溫度下進(jìn)行60～80 s 烘干處理,以構(gòu)成表面層；在表面層刮涂發(fā)泡層漿料,在100～120 ℃溫度下進(jìn)行60～80 s 烘干處理,以構(gòu)成發(fā)泡層；在發(fā)泡層刮涂水溶性酚醛樹(shù)脂膠粘劑以此作為粘結(jié)層,覆蓋基布,并在80～100 ℃溫度下進(jìn)行烘干處理,然后剝離離型紙,便可制成觸感好且耐磨性高的體育籃球用皮革。

3 性能測(cè)試分析

將傳統(tǒng)體育籃球用皮革與本文所述體育籃球用皮革進(jìn)行耐磨性對(duì)比測(cè)試[10],結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 皮革耐磨性測(cè)試結(jié)果Table 3 Test results of wear resistance of leaeher

將傳統(tǒng)體育籃球用皮革與本文所述體育籃球用皮革進(jìn)行吸水性對(duì)比測(cè)試,結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 用皮革吸水性測(cè)試結(jié)果Tab.4 Water absorption test results of leather

總之,本文所制體育籃球用皮革通過(guò)改性凹凸棒土制備表面層,既可增加皮革耐磨性、耐刮性、耐候性,又可保障皮革吸水性,使得所制成體育籃球可及時(shí)迅速吸收體育運(yùn)動(dòng)員手掌的汗水,提高了整體觸感。且由于此皮革耐候性、耐磨性、耐刮性較好,質(zhì)地柔軟,因此所制成體育籃球的彈性也相對(duì)充足。

4 結(jié)語(yǔ)

作為世界級(jí)普及性運(yùn)動(dòng),體育籃球運(yùn)動(dòng)具備對(duì)抗性、集體性、健身性、娛樂(lè)性、趣味性、觀賞性,是倍受人們喜愛(ài)的休閑運(yùn)動(dòng)。近幾年在新材料使用與相關(guān)工藝不斷更新推動(dòng)下,籃球材質(zhì)與性能等也隨之實(shí)現(xiàn)了進(jìn)步。本文針對(duì)體育籃球用皮革材質(zhì),通過(guò)對(duì)比分析不同材質(zhì)制成的籃球特性,提供了一種新型體育籃球皮革,詳細(xì)闡述其制作流程,并進(jìn)行了性能分析,結(jié)果表明,通過(guò)改性凹凸棒土制備籃球皮革表面層,既可增加皮革耐磨性、耐刮性、耐候性,又可保障皮革吸水性,提高了整體觸感；由于此皮革耐候性、耐磨性、耐刮性較好,質(zhì)地柔軟,因此所制成體育籃球的彈性也相對(duì)充足。