本發(fā)明涉及球，特別是足球，以及制造和再循環(huán)球的方法。

現(xiàn)有技術(shù)

球，特別是足球，通常包含幾個層，例如球膽、減震層和外層。而球膽通?？梢酝ㄟ^閥門來膨脹，該減震層主要用于在踢球或者球彈起時的緩沖沖擊力。它還影響球的回彈性。一方面，該外層用于保護下面的層，另一方面，用于為球提供設(shè)計的特征，例如圖形元素。

為了實現(xiàn)上述的球，各部件通常由不同的材料制成。所述部件然后以合適的方式結(jié)合，例如通過縫紉、膠合或者焊接。

美國專利5580049描述了一種球(例如足球)，其包含內(nèi)部可膨脹的球膽，在該球膽外面的覆層以及在球膽和覆層之間的襯里。該球膽通常可以由橡膠或者乳膠構(gòu)成，也可以由聚氨酯構(gòu)成。該襯里可以由PVC紗線制成，而該覆層包含聚氨酯。所述部件可以縫合在一起。

美國專利8777787B2涉及一種球，其包含幾個層，即球膽、中間層和覆層。用于覆層的材料可以例如是皮革或聚氨酯，也可以是聚氯乙烯。對于中間層來說，應(yīng)當使用聚合物發(fā)泡材料。球膽可以由橡膠或者乳膠材料構(gòu)成。

此外，可以提及美國專利7699726B2，其也描述了一種球。它包含覆層，發(fā)泡層、乳膠層、紡物層和球膽。作為用于覆層的材料，可以提及例如皮革、聚氨酯或者聚氯乙烯。該發(fā)泡層可以包含聚烯烴泡沫，和該球膽可以包含橡膠或者聚氨酯。然后將各部件結(jié)合在一起。

但是，制造球各自的部件或者相應(yīng)的材料需要顯著量的能量(例如電能，熱能等)，其導(dǎo)致了相當大的溫室氣體排放。除此之外，對于以已知的程序制造球來說，使用了粘結(jié)劑，其構(gòu)成了另一環(huán)境負擔(dān)。此外，需要相當大的努力來在球的壽命終結(jié)時(例如當它由于殘余應(yīng)變或材料疲勞而破裂時)可靠地拆開它。在這方面，應(yīng)對各部件或材料予以特別關(guān)注，以便從環(huán)境方面考慮來優(yōu)化其處置。也需要用于此的能量來將球拆開。這再次導(dǎo)致了溫室氣體排放。而另一方面，仍有許多球終結(jié)于垃圾堆或者廢物焚化廠。在過去，很少關(guān)注這種日益增加的問題。

因此，可以認為本發(fā)明潛在的目標是提供一種方案，在球的壽命期內(nèi)限制資源消耗并限制溫室氣體排放。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

這個問題至少部分地通過權(quán)利要求1的球，特別是足球來解決。在權(quán)利要求1中，所述球包含球膽，其具有主要重量分量的第一材料種類的材料。該球進一步包含至少一個中間層，其中該至少一個中間層排列在球膽之外，和其中該至少一個中間層具有主要重量分量的第一材料種類的材料。該球進一步包含至少一個外層，其中該至少一個外層排列在至少一個中間層之外，和其中該至少一個外層具有主要重量分量的第一材料種類的材料。

通過提供具有幾個層的球，其各自主要重量分量(或者甚至整個各自重量)由同一材料種類的材料制成，所述材料可以容易地由所述球回收，這明顯降低了分離和/或分類單個部件的工作。例如，所述球可以在單個再循環(huán)步驟中加工。本發(fā)明的球因此可以明顯簡化用過的球的再循環(huán)，特別是在整個球(其包含幾個層)是由單一材料種類的材料制成的情況下更是如此。將同一材料種類的一種材料用于球的不同層并提供優(yōu)異品質(zhì)的球(其滿足全部的要求，包括專業(yè)的要求)通過這樣的知識而成為可能，即，可以使用同一化學(xué)材料種類的材料(例如熱塑性聚氨酯、聚氯乙烯或者聚乙烯)的不同(物理和化學(xué))形式(例如紗線、箔、泡沫、粒子等)來提供制造這樣的球所需的不同的性能(例如形式穩(wěn)定性、彈性、阻濕性、飛行行為、回彈性、視覺外觀等)。具體地，球全部的部件使用熱塑性材料(例如熱塑性聚氨酯(TPU))能夠制造用于運動員的高品質(zhì)球，其在使用后能夠容易和有效地再循環(huán)，因此有助于降低能耗和溫室氣體排放。

還可能的是球包含小于三層，而其中所有使用的層都具有主要重量分量的同一材料種類的材料。例如，這可以是這樣的球，其不具有球膽。球也可以由球膽和覆層制成，或者包含結(jié)構(gòu)化球膽和覆層。

通過在球膽、至少一個中間層和至少一個外層中使用同一材料種類的材料，使得可以使用相容性材料，其可以例如通過施加能量或者熱(例如通過焊接)而容易地結(jié)合。在一種實施方案中，紅外輻射熱可以用于加熱兩個表面，以使得它們?nèi)廴谠谝黄稹＿@種方式不必使用膠水，其降低了對于環(huán)境的影響。此外，可以在所述層之間產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合(例如依靠這樣的粘結(jié)劑，其來源于與本發(fā)明的球的其他部件相同的材料種類)，例如依靠分子的化學(xué)鍵合。

還可以想到的是所述球的兩個部件可以無需粘結(jié)劑而結(jié)合，例如通過施加能量來結(jié)合。以此方式，對于許多代的球來說，可以確保至少部分封閉的材料循環(huán)，因為可以回收相同的基礎(chǔ)材料，并且重新用于制造另外的球。對于由再循環(huán)材料所制成的每個新一代的球，可以降低原本會在分離或破壞時發(fā)生的能耗和溫室氣體排放。與常規(guī)的球相比，也節(jié)約了能量，因為可以重新利用現(xiàn)有的部件。甚至當考慮用于再循環(huán)和新制造新球所需的能量時，這種方式制造的球?qū)τ诃h(huán)境的影響也明顯低于由新制造的不同部件所制造的常規(guī)球的情況。

至少部分封閉的材料循環(huán)意味著還可以將重新利用的基礎(chǔ)材料與新制造的同一材料種類的材料混合。在這種方法中，所述重新利用的材料(也稱作“再循環(huán)材料”)可以加入到該新制造和使用的材料中。例如，新制造的材料的比例可以處于10％-50％，或者15％-20％，來確保一致的材料性能。

至少一個中間層可以作為減震層排列。如果提供至少一個減震層，則可以更好地保護下面的球膽(其可以是空氣膨脹的)來防止沖擊和其他潛在的有害影響。以此方式，可以明顯改進球的壽命和穩(wěn)定性。

此外，該至少一個中間層可以由面板制成。用于制造這樣的面板的示例性方法公開在DE102015209797.8中。提供作為面板的中間層能夠簡化制造，因為這種方式中，幾個零件是通過合適的措施來結(jié)合的。所以無需在下面的層周圍制造單個層。通過由此實現(xiàn)的簡化的制造，可以節(jié)約更多的能量。

用于球的材料種類可以是下面之一：熱塑性聚氨酯TPU、聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE、聚酰胺PA或者聚丙烯PP。綜合測試已經(jīng)顯示，尤其是所提及的材料或者材料種類適于制造球的不同部件(即，球膽、至少一個中間層和至少一個外層)。在這方面，熱塑性聚氨酯已經(jīng)被證實是有利的，其依據(jù)制造方式的不同而具有許多有利的性能，其優(yōu)選彼此互補。

此外，提供的是，在球的各部件處，主要重量分量的第一材料種類的材料為大于70％或者大于80％或者大于90％或者大于95％重量分量的第一材料種類的材料。在其他例子中，所述球膽、至少一個中間層和/或至少一個外層基本上由同一材料種類的材料構(gòu)成。術(shù)語“基本上”在此表示它可以在這個技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)的允許范圍內(nèi)實現(xiàn)。

至少一個中間層可以包含無規(guī)排列的粒子，例如根據(jù)所謂的增大技術(shù)。此外，可以想到的是該無規(guī)排列的粒子包含發(fā)泡材料。具體地，該發(fā)泡材料粒子可以包含發(fā)泡的熱塑性聚氨酯(eTPU)。作為一個例子，可以提及DE102015209795.1。一種技術(shù)(其中至少一個中間層例如減震層是由所述粒子制成的)具有特別有利的性能。例如歸因于它們的性能，該無規(guī)排列的粒子特別是導(dǎo)致了充分減震的球，由此可以在某些程度上減輕對于下面的球膽的不利影響。此外，通過這種排列的基礎(chǔ)材料的具體特性，可以實現(xiàn)特別良好的回彈性。

此外，該至少一個中間層可以由TPU紗線制成。使用紗線能夠以簡單方式制造球的中間層。所述紗線可以以期望的形式卷繞在下面的層的周圍，并且依靠合適的方法結(jié)合到其上。

此外，所述球可以包含至少一個保護層，其中該至少一個保護層排列在球膽和至少一個中間層之間。該至少一個保護層是由第一材料種類的材料制成的。例如該至少一個保護層可以由熱塑性基礎(chǔ)材料制成。依靠具體提供的保護層，可以特別有效的保護所述球的部件來防止不同的外部影響，例如力沖擊、熱或者濕氣。

該至少一個保護層可以以多個零件來提供。例如單個零件可以是多邊形，特別是菱形元件。以此方式，可以由幾個單個部件來組裝球，其可以優(yōu)選來源于再循環(huán)球。

還可能的是，該至少一個保護層包含非織造織物。依靠非織造材料，可以進一步改進球的球膽的保護。因此，可以延長球的整個壽命，由此可以降低對環(huán)境的影響。

在一種實施方案中，該至少一個外層可以以箔的形式來排列。因此，外層提供了對于全部下面的層例如至少一個中間層和球膽的保護。首先，所述箔可以保護下面的層防止?jié)駳猓撬部梢耘帕?例如增強)，以使得它提供耐磨或者抗其他類型的磨損的保護?？蛇x擇地或者另外，該外層還可以滿足設(shè)計功能，例如通過添加合適的顏料或者打印設(shè)計元件來滿足。在任何情況中，用于外層的材料(或者箔)來源于與其他層相同的材料種類，以確保簡單的和環(huán)境友好的重新利用。

應(yīng)當注意的是，球膽還可以包含用TPU纖維進行纖維增強的TPU基質(zhì)?？梢蕴峒癉E102015209800.1作為制造這樣的材料的一個例子。以纖維增強的基質(zhì)來提供可以獲得改進的穩(wěn)定性，進而獲得改進的球膽壽命。因為此處該基礎(chǔ)材料是與其他層相同的，因此在這種情況中也能夠?qū)崿F(xiàn)球的這種部件的特別環(huán)境相容的重新利用。術(shù)語“球膽”在本發(fā)明中還包括三維結(jié)構(gòu)，其不必通過膨脹(例如通過閥門)來空氣填充，如前述DE102015209800.1所述。

所述球還可以包含以格子結(jié)構(gòu)排列的球膽，其包含多個格子室，其包含徑向延伸的元件。這個提供球膽的方面也可以改進它的性能，特別是涉及壽命和重新利用性的性能。例如可以使用公開在DE102015209811.7中的結(jié)構(gòu)。

作為TPU的一個替代選項，用于球的部件的第一基礎(chǔ)材料可以是PVC或者聚乙烯。例如，使用醚基TPU和酯基TPU二者是可能的。此外，還可以將聚丙烯(PP)或者聚酰胺(PA)納入材料考慮中。類似于TPU，這些材料能夠制造球的不同的層或者球膽，以使得它們可以容易地重新利用。

如果排列第一基礎(chǔ)材料來在用于球膽、至少一個中間層和外層的聯(lián)合再循環(huán)方法中再循環(huán)，以使得該第一基礎(chǔ)材料可以作為第一基礎(chǔ)材料用于制造另一球膽、至少一個中間層和/或外層，則它是進一步有利的。本發(fā)明的一個重要方面涉及重新利用(再循環(huán))至少部分的球來制造另一球。例如，它可以避免新制造這些部件–其涉及相當大的能量消耗、資源消費和溫室氣體排放。此外，不必拆解所述球。整個球可以在一個聯(lián)合再循環(huán)方法中加工來回收基礎(chǔ)材料。該再循環(huán)材料可以充當另一球的基礎(chǔ)材料，也可以用于不同的運動制品(例如鞋子或者護脛)?；旧希撛傺h(huán)材料也可以作為基礎(chǔ)材料，用于制造任何其他運動制品。因此，球可以包含再循環(huán)自此前如此處所述制造的另一球的零件。

本發(fā)明還涉及一種制造根據(jù)此處所述的方面之一的球的方法。具體地，該制造方法可以包含再循環(huán)另一球。

此外，本發(fā)明還涉及一種再循環(huán)此處所述的球的方法。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，球可以如此處所述提供給消費者。在該球被消費者使用后，例如在球的壽命期之后，制造商可以取回所述球。合適的返回站可以提供在例如商店、公園、集會地點、露天運動場或者運動事件或者其他主要事件過程中和/或所述消費者具有將所述球送回制造商的可能性。該制造商然后可以回收所述球的基礎(chǔ)材料和將它的至少一部分用于制造新球，其包含再循環(huán)的基礎(chǔ)材料。還可能將再循環(huán)材料用于制造任何運動制品(除了球之外)，例如鞋子、護脛等，如上面已經(jīng)解釋的。根據(jù)不同的例子，可以為新的球提供憑證或者折扣，來為消費者提供將用過的球或者物品返回制造商用于再循環(huán)的動機。還可以想到的是開發(fā)租賃模式，其中消費者定期(例如每月或者每年)充入租費，和其中當返回舊球時，他們收到新球。新球提供的頻率可以取決于球的類型和/或用戶的使用模式(例如私人用戶或者運動俱樂部)。以此方式，可以使用于單個運動員所需的更換頻率低于運動俱樂部。另一選項是預(yù)定模式，其中該消費者在新球模型發(fā)布后就收到更換品。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，消費者可以在他們想要進行運動的地方購買運動裝備。例如，在運動場地上和/或公園區(qū)域安裝相應(yīng)的自動售貨機和/或建立提供或者供應(yīng)本發(fā)明的不同的球的銷售點會是有用的。消費者然后繳納使用球的押金。在使用后，消費者然后可以返還所述球和收回押金。在該選項中，他們還會接受折扣，用于購買或者租賃另一運動制品。一旦所述球在一段時間之后不再可用，則制造商可以直接開始再循環(huán)所述球所必需的步驟和基于該舊球的至少一部分的部件來制造新球。這種方案是特別有利的，因為所述的不再可用的球不在消費者的家里，而直接在制造商處，他可以在需要時進行此處所述的再循環(huán)。這種方式有效提供了可能的再循環(huán)，其另外避免了或者降低了不需要的能耗或者溫室氣體排放。

根據(jù)另一方面，可以在本發(fā)明的球中使用標記器，例如無線電頻率識別(RFID)或者紅外(IR)標記器，例如近紅外(NIR)標記器。該標記器可以指示球的基礎(chǔ)材料已經(jīng)有多頻繁處于其他球中。以此方式，消費者可以直接看到基礎(chǔ)材料的壽命期已經(jīng)過去了多少。此外，該標記器還可以指示消費者的預(yù)定狀態(tài)。這將能夠全自動地返回和更換所述球。標記器也可以引入球材料中，來使得它能夠有別于多個其他材料。例如，可以將IR標記器引入紗線或者球的另一部件中。

應(yīng)當注意的是此處所述的不同方面也可以用于除了球之外的運動制品。

附圖說明

本發(fā)明可能的實施方案參考下面的附圖來在下面的具體實施方式中描述，其中：

圖1：顯示了根據(jù)本發(fā)明一種實施方案的球的示意性結(jié)構(gòu)；

圖2：顯示了根據(jù)本發(fā)明一種實施方案的球的詳細的層結(jié)構(gòu)；

圖3：顯示了根據(jù)本發(fā)明一種實施方案的球的詳細的層結(jié)構(gòu)；和

圖4：顯示了根據(jù)本發(fā)明一種實施方案的球的詳細的層結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

應(yīng)當注意的是，下面詳細描述的僅僅是本發(fā)明的一些可能的實施方案。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認可，涉及具體實施方案所解釋的具體細節(jié)可以改變、發(fā)展、以不同的方式組合或者變化或取消。此外，應(yīng)當注意的是，不同的下述方面可以與上面的發(fā)明內(nèi)容的方面相組合。

首先，圖1顯示了球膽10的一部分。在一種實施方案中，球膽10可以是TPU基質(zhì)50，其用TPU纖維40增強。一種制造合適的材料的方法描述在DE102015209800.1中。球膽10(其基于這樣的用內(nèi)部材料增強的纖維增強的基質(zhì))也可以稱作是三維的。一種用于制造三維復(fù)合制品，特別是球的球膽10的相應(yīng)方法可以包含下面的步驟：(a.)提供可旋轉(zhuǎn)的模具；(b.)將第一材料填入該模具中；(c.)將第二材料填入該模具中，并且所述材料的至少一種是聚合物材料；(d.)移動該模具；和(e.)改變至少一種加工參數(shù)，同時進行一個或者幾個前述步驟，來實現(xiàn)第二材料在所制造的復(fù)合制品中的均勻分布。在這方面，兩種所述材料的每個是基于同一基礎(chǔ)材料(例如TPU、PVC、PP、PA或者PE)。

如果所填入的聚合物材料是熱塑性材料(例如TPU)，則該填入材料優(yōu)選加熱和/或冷卻。所述的材料在加熱時熔融和因此形成載體或者基質(zhì)材料。第二材料例如可以是纖維(例如TPU纖維)，其在旋轉(zhuǎn)模制后植入第一載體材料中或者廣泛粘附到它的表面上。

在另一實施方案中，球膽10也可以通過TPU結(jié)構(gòu)形成。相應(yīng)的制造方法公開在DE102015209811.7中。在這方面，球膽10可以包含表面層(其包含多個面板)，以及在該表面層下延伸的格子結(jié)構(gòu)。該格子結(jié)構(gòu)包含多個格子室，其包含徑向延伸的元件。至少與表面層相鄰排列的格子室至少具有小于面板的平均直徑的尺寸。以此方式，可以為球膽10或者球提供均勻的彈性和穩(wěn)定性，如可膨脹的球膽10。因此，由此制造的球膽10不是常規(guī)的可膨脹球膽，而是格子結(jié)構(gòu)。由此制造的結(jié)構(gòu)可以由基礎(chǔ)材料例如TPU、PVC、PP、PA或者PE制成。

此外，在圖1所示的實施方案中，排列了第一中間層20。中間層20可以作為減震層排列。在一種實施方案中，這個減震層可以由TPU泡沫制成。在另一實施方案中，這個減震層也可以由TPU紗線制成。

參考圖2，描述了一種實施方案，其中該球膽100不包含用TPU纖維增強的TPU基質(zhì)。在這種實施方案中，中間層120可以排列在球膽100上面。這個中間層120可以作為保護層排列。在一種實施方案中，該保護層可以由非織造織物制成，并且層合到球膽100上。在一種實施方案中，該非織造織物可以由菱形片制成(例如兩個條形層，作為球膽100的覆層)。球可以包含作為另一層的減震層125(例如eTPU或者此處所述的其他材料的層)和外層130，如此處所述。

在一種實施方案中，減震層125和外層130可以用單個層230代替。在這種情況中，所述的單個層可以以整體泡沫來排列。這是參考圖3來解釋的。其中，提供了球膽200和作為減震層220排列的層，如上面參考圖2所述。但是，與圖2相反，作為減震層125排列的中間層和外層130是用整體泡沫230來代替的。所述的整體泡沫230在一個單個元件中提供了減震性能和磨損保護。

在一種實施方案中，該整體泡沫層也可以與復(fù)合球膽300相組合。這也是圖4中所示意的。其中，作為上面的整體泡沫排列的層330直接排列在復(fù)合球膽300上。如此處使用的，整體泡沫可以用例如所謂的“MuCell程序”來制造。

在全部情況中，減震層可以以多個面板來提供。制造這樣的面板的一種可能的方法例如公開在DE102015209797.8中。在一種實施方案中，該制造面板的方法包括在模具中提供具有外側(cè)和內(nèi)側(cè)的載體材料，該模具具有至少一個第一和一個第二模具零件。在載體材料的外側(cè)上，面板的外層是在模具中三維模制的。另外，在載體材料的內(nèi)側(cè)上，面板的內(nèi)層是使用至少第一模制零件來三維模制的。這種方法能夠以最小數(shù)目的制造步驟來制造用于球的三維模制面板。分別模制多個元件和隨后將該模制元件彼此粘合不是必需的。

通過整體制造所述面板，這種方法可以完全省略結(jié)合劑、粘結(jié)劑等。不需要使用單獨的粘結(jié)劑來結(jié)合面板的各個層。用于面板的各個層的材料是彼此相容的，并且根據(jù)一些例子，可以僅僅依靠熱和/或機械能來結(jié)合。此外，還可以依靠化學(xué)反應(yīng)來結(jié)合所用的材料。結(jié)合是通過所用的材料的親合力而實現(xiàn)的。但是，也可以使用粘結(jié)劑、結(jié)合劑等，這對于待制造的面板而言應(yīng)當是有利的。為了制造這樣的面板，可以例如使用TPU、PVC或者PE。

在圖1所示的實施方案中，進一步提供了外層30。所述的外層30可以作為鑲嵌或者裝飾元件來排列。如果外層30是作為保護層排列的，則可以有效保護全部的下面的層防止環(huán)境影響，例如濕氣或者熱，以及磨損。此外，使用外層30提供了許多設(shè)計球的可能性，而不必提供具有彩色部件的下面的層。