本发明是关于棒球棒，特别是关于一种热塑性塑料复合材料棒球棒的制造方法。 常用的热塑性塑料复合材料棒球棒的制造方法如美国专利第4，84，745号所述，首先是将长纤维束预先浸渍融熔的热塑性塑料，然后以预定方向缠绕于一具有球棒形状的芯模上以形成层合状的外部层壳，最后再将该芯模取出并进行适当的修饰即可得到一棒球棒。前述形成层合状外部层壳的方法一般称之为纤维缠绕法，根据实际制造的经验表示，该种制法花费在单一成品的工时太长，再者，在长纤维束缠绕过程中，该芯模必须保持适当温度，以使其上所浸渍的热塑性塑料不会固化。但整支芯模各位置的温度很难保持一致，因此有些长纤维束在缠绕前即已固化而无法与邻层的纤维束粘着在一起。在这种情况下，会降低该球棒的强度。另外，各层合间仅靠长纤维束缠绕时的张力叠置在一起，因此在单位厚度下的层合数较少，换言之，即组织结构较为松散，这也是以该种制法无法制出高强度棒球棒的主要原因。
因此，本发明的主要目的在于提供一种热塑性塑料复合材料棒球棒的制造方法，它可减少单一成品所花费的工时。
本发明地另一目的在于提供一种热塑性塑料复合材料棒球棒的制造方法，它可使外部层壳的各层均紧密地贴合在一起。
本发明的再一目的在于提供一种热塑性塑料复合材料棒球棒的制造方法，它在单位厚度下具有较多的层合数，因而可使球棒的强度增高。
因此，为达到前述目的，本发明热塑性塑料复合材料棒球棒的制造方法，是以热塑性塑料为基材，以长纤维物质为增强材料，该制造方法的主要特征在于包括以下步骤：a.取用一耐高温且具有弹性的内管;b.于该内管表面上依序包覆至少一层热塑性塑料基材层，以及一长纤维增强层，以形成一具有层合状外部层壳的管状物;c.将该管状物置入一模具的棒球棒形状的模穴内;d.对该模具加热至温度达到该热塑性塑料基材层的熔点或以上;e.在维持前述温度的状态下，以压力递增的方式分段地将加压气体引入该管状物内，以迫使融熔的热塑性塑料均匀充分地渗入至各长纤维增强层的各纤维束之间;f.冷却该模具以使融熔的热塑性塑料固化，如此，该管状物即可依据该模具模穴的形状而成型为一棒球棒。
本发明热塑性塑料复合材料棒球棒的制造方法的另一特征在于首先取用一由具有高热膨胀系数的材料制成且形状与棒球棒形状相同但尺寸较小的芯模;于该芯模表面至少卷绕一层热塑性塑料基材层，以及一长纤维增强层，以形成一层合状的外部层壳;将该芯模连同该外部层壳置入一模具的棒球棒形状的模穴内;以至少高于该热性塑料基材层熔点的温度对该模具加热，从而借助该芯模的膨胀张力迫使融熔的热塑性塑料均匀地渗入该长纤维增强层的各纤维束之间;在前述步骤进行一预定时间后，冷却该模具并取出该芯模，即可得到一棒球棒。
由前述可知，在本发明的制法中，棒球棒的各层合可预先制成，然后再叠置于内管或芯模表面，因此，单一成品的工时自然可以比缠绕法少。再者，它是将各层合叠置完成后再整体加热，因此各部位的温度可以一致，而且在加热的同时是以内压或外压来迫使各层紧密地贴合在一起，因此在强度上当然比以缠绕法制成者要好。
下面列举若干本发明的较佳实施例并配合附图作进一步的说明，其中：
图1为本发明一较佳实施例中将热塑性塑料基材层及长纤维增强层依序卷绕于一内管表面的示意图。
图2为本发明一较佳实施例中将具有层合状外部层壳的管状物置入模具内的示意图。
图3为按照本发明一较佳实施例制成的棒球棒立体图。
图4为本发明另一较佳实施例中以热塑性塑料薄管层及长纤维织管依序套穿于内管表面的立体图。
图5为本发明再一较佳实施例中其各热塑性塑料基材层是以带状薄膜卷绕而成的示意图。
图6为本发明又一较佳实施例中其各热塑性塑料基材层具有网状表面的示意图。
图7为本发明又另一较佳实施例中将呈平伸状的热塑性塑料薄膜及长纤维薄板依序卷绕于一芯模表面上的示意图。
图8为本发明另一较佳实施例中将芯模及层合状的外部层壳置入模具内的剖面视图。
参考图1至图6，本发明热塑性塑料复合材料棒球棒的制造方法，首先是取用一由耐高温塑料材料制成的内管（10），然后于该内管（10）表面依序卷绕一个第一，第二，及第三热塑性塑料基材层（11）、（13）、（15），以及一个第一、第二长纤维增强层（12）、（14），在卷绕时，可于该内管（10）内套穿一金属杆（图中未示出）以便于操作，各该热塑性塑料基材层（11）、（13）、（15）可用聚酰胺（如尼龙）制成，而各该长纤维增强层（12）、（14）则可用玻璃纤维、碳纤维或硼纤维制成，所谓长纤维是指长度在0.1～10m或以上的纤维束。各该长纤维增强层（12）、（14）在实际制造上可先将其缠贴于呈平伸状的热塑性塑料薄膜（11）、（13）上，然后再进行卷绕工作。或者，可用热塑性塑料薄管（21）、（23）、（25）及长纤维织管（22）、（24）依序套穿于该内管（10）表面（如图4所示）。或者，亦可取用热塑性塑料带（26）将其卷绕于该内管（10）以及各该长纤维增强层（32）、（35）的表面上而形成热塑性塑料基材层（31）、（33）及（35）。另外，为了使各热塑性塑料基材层易于融熔，亦可使其表面呈网状（如图6中的（41）、（43）及（45）所示）。
当各该热塑性塑料基材层（11）、（13）、（15）以及各该长纤维增强层（12）、（14）依序卷绕于该内管（10）后即形成一具有厚度约为0.1～0.5英寸的呈层合状的外部层壳（16）的管状物（50）。然后将该管状物（50）置于一具有棒球棒形状模穴（51）的模具（52）内，当该模具（52）闭合后将该模具（52）加热至220℃～240℃，此时，各该热塑性塑料基材层（11）、（13）、（15）将融熔成液态，在此同时，将压力为1-3kg/cm2的第一道加压气体引入该管状物（50）内迫使呈液态的热塑性塑料均匀地渗入各该长纤维增强层（12）、（14）的各纤维束间。当前述加压步骤进行约5分钟后（该时间视材料不同而改变），再将压力为5-10kg/cm2的第二道加压气体引入该管状物（50）内，一方面迫使呈液态的热塑性塑料可以更完全地渗入各长纤维束之间，另一方面则使该外部层壳（16）可以更紧密地贴合于该模穴（51）之穴壁上。在以上的说明中，加压气体是以二段方式引入该管状物（50）内，当然其段数亦可视需要而增减，例如在该外部层壳（50）厚度较大的场合则可再引入压力为10～15kg/cm2的第三道加压气体。
当前述加压、加热步骤进行一段时间后，开始冷却该模具（52），此时，渗透于各长纤维束间的热塑性塑料即会固化，待其完全固化，打开该模具（52）即可得到一棒球棒（60）。
再参考图7和图8，本发明制法的另一实施例是先取用一由高密度聚乙烯（H.D.P.E）或泰氟隆（P.T.F.E）等材料制成的芯模（70），该芯模（70）在形状上与棒球棒相同，但尺寸较小，然后再将各热塑性塑料基材层（71）、（73）、（75），以及长纤维增强层（72）、（74）依序卷绕于该芯模（70）表面上而形成一层合状的外部层壳（80）。
当该外部层壳（80）完成后，将该芯模（70）及该外部层壳（80）一起置入一具有棒球棒形状模穴（82）的模具（84）内。然后将该模具（84）加热至220℃～240℃，此时各该热塑性塑料基材层（71）、（73）及（75）即会融熔成液态，该芯模（70）则因受热膨胀的关系将均匀地压迫各该长纤维增强层（72）、（74）及融熔的热塑性塑料而使各长纤维束包覆一层融熔的热塑性塑料。当前述步骤进行一段时间后，冷却该模具（84），该外部层壳（80）即会根据该模穴（82）的形状形成一棒球棒本体，该芯模（70）则因收缩呈原状而可非常容易将其与该棒球棒本体分离供再次使用。
由前述可知，本发明所述的制法其各热塑性基材层及各长纤维增强层均可预先制成，在欲成型棒球棒本体时再取用，因此单一成品所需的工时必然要比以缠绕法制成的要少。再者，本发明的制法是对模具整体加热而且在加热同时引进内、外压力，因此不但可以使层合状的外部层壳的各部位保持相同的温度，而且可以使其各层紧密的贴合在一起，如此常用的缠绕法的缺点可得到改善。