专利名称：多层芯高尔夫球的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及高尔夫球，并且更具体来说，涉及具有多层芯的高尔夫球，所述多层芯包含至少一层由金属组合物、复合材料组合物、或无机/有机掺混物组合物形成的中间芯层。
背景技术：
具有多层芯的高尔夫球是已知的。例如，美国专利6，852，044披露了具有多层芯的高尔夫球，所述多层芯具有由相对刚性的外层芯包围的相对软的、低球硬度 (compression)的内芯。美国专利5，772，531披露了一种实心高尔夫球，其包含具有由内层、中间层和外层组成的三层结构的实心芯，以及用于包覆该实心芯的壳。公开号为2006/0128904的美国专利申请也披露了多层芯的高尔夫球。多层芯的其他例子可以在，例如，美国专利 5，743，816,6, 071，201,6, 336，872,6, 379，269,6, 394，912,6, 406，383、 6，431，998,6，569，036,6，605，009,6，626，770,6，815，521,6，855，074,6，913，548, 6，981，926,6, 988，962,7, 074，137,7, 153，467 和 7，255，656 中得到。本发明提供了一种新的多层芯高尔夫球结构，其包括由金属组合物、复合材料组合物、或无机/有机掺混物组合物形成的中间芯层。
发明内容
在一种实施方式中，本发明涉及包含内芯、中间芯层、外芯层、和壳层的高尔夫球。 内芯包含由第一热固性组合物形成的中心，并具有1. 000英寸至1. 580英寸的直径、40肖氏 C硬度至70肖氏C硬度的中央硬度、和50肖氏C硬度至95肖氏C硬度的表面硬度。中间芯层具有0. 010英寸至0. 070英寸的厚度、65肖氏D硬度至95肖氏D硬度的外表面硬度， 并且由选自金属组合物、复合材料组合物和无机/有机掺混物组合物的组合物形成。外芯层具有0. 010英寸至0. 075英寸的厚度和45肖氏C硬度至90肖氏C硬度的外表面硬度， 并由第二热固性组合物形成。壳层具有0. 010英寸至0. 050英寸的厚度，并且由材料硬度为30肖氏D硬度至65肖氏D硬度的组合物形成。在另一实施方式中，本发明涉及包含内芯、中间芯层、外芯层、和壳层的高尔夫球。 内芯包含由第一热塑性组合物形成的中心，并具有1. 000英寸至1. 580英寸的直径，40肖氏 C硬度至70肖氏C硬度的中央硬度，以及50肖氏C硬度至95肖氏C硬度的表面硬度。中间芯层具有0.010英寸至0. 070英寸的厚度，65肖氏D硬度至95肖氏D硬度的外表面硬度，并且由选自金属组合物、复合材料组合物和无机/有机掺混物组合物的组合物形成。外芯层具有0. 010英寸至0. 075英寸的厚度，45肖氏C硬度至90肖氏C硬度的外表面硬度， 并由第二热塑性组合物形成。壳层的厚度为0. 010英寸至0. 050英寸，并且由材料硬度为 30肖氏D硬度至65肖氏D硬度的组合物形成。在另一实施方式中，本发明涉及包含芯和壳层的高尔夫球。芯由内芯层、中间芯层、第一外芯层和第二外芯层组成。内芯层由第一热塑性组合物形成，并具有1.000英寸至 1.580英寸的直径，40肖氏C硬度至70肖氏C硬度的中央硬度，以及50肖氏C硬度至95肖氏C硬度的表面硬度。中间芯层具有0. 010英寸至0. 070英寸的厚度、65肖氏D硬度至95 肖氏D硬度的表面硬度，并由选自金属组合物、复合材料组合物和无机/有机掺混物组合物的组合物形成。第一外芯层由第二热塑性组合物形成。第二外芯层由热固性组合物形成， 并具有0.010英寸至0.075英寸的厚度、45肖氏C硬度至90肖氏C硬度的表面硬度。壳层的厚度为0. 010英寸至0. 050英寸，并由材料硬度为30肖氏D硬度至65肖氏D硬度的组合物形成。
图1为依照本发明一种实施方式的高尔夫球的剖面图。
具体实施例方式公开了具有多层芯和包封该芯的壳的高尔夫球。图1显示了依照本发明一种实施方式的高尔夫球30，其包括内芯32、中间芯34、外芯36和壳38。尽管图1中显示的是单一层，但内芯32、中间芯34、外芯36和壳38中的任意一个或多个可以由一层、两层或多层组成。在特定的实施方式中，内芯32、中间芯34、外芯36和壳38中的每一个都是单一层。在另一特定的实施方式中，内芯32由两层组成，并且中间芯34、外芯36和壳38中
的每一个都是单一层。在另一特定的实施方式中，壳38由两层组成，并且中间芯34、外芯36和壳38中的
每一个都是单一层。在又一特定的实施方式中，内芯32和壳38均由两层组成，并且中间芯34和外芯 36中的每一个都是单一层。本发明的多层芯包括内芯、中间芯和外芯。该多层芯的总直径(这里也指外芯层的外径)在下限是1. 000或1. 300或1. 400或1. 500或1. 580或1. 600或1. 610或1. 620 英寸且上限是1. 600或1. 610或1. 620或1. 630或1. 640或1. 650或1. 660英寸的范围内， 其中上限大于下限(例如，当下限为1.610英寸时，上限为1.620、1.630、1.640、1.650或 1. 660英寸)。在特定的实施方式中，多层芯的总直径为1. 450英寸或1. 500英寸或1. 510 英寸或1. 530英寸或1. 550英寸或1. 570英寸或1. 580英寸或1. 590英寸或1. 600英寸或 1.610英寸或1.620英寸。内芯由单一的内芯层(在这里也称为中心)组成，或者由中心和附加内芯层组成； 或者由中心和两个或更多个附加内芯层组成。内芯层的总体直径为0. 500英寸或更高，或者1. 000英寸或更高，或者1. 250英寸或更高，或者1. 300英寸或更高，或者1. 350英寸或更高，或者1. 390英寸或更高，或者1. 400英寸或更高，或者1. 425英寸或更高，或者1. 450 英寸或更高，或者其总体直径在下限为0. 250或0. 500或0. 750或1. 000或1. 250或1. 300 或1. 325或1. 350或1. 390或1. 400或1. 440或1. 450英寸且上限是1. 450或1. 460或 1. 475或1. 490或1. 500或1. 520或1. 550或1. 580或1. 600英寸的范围内。内芯的中央硬度在下限为20或25或30或35或40或45或50或55肖氏C硬度且上限为60或65或70或75或90肖氏C硬度的范围内。内芯的外表面硬度在下限为20 或50或70或75肖氏C硬度且上限为75或80或85或90或95肖氏C硬度的范围内。内芯具有负硬度梯度，零硬度梯度，或者最高达45肖氏C硬度的正硬度梯度，或者从10肖氏 C硬度至45肖氏C硬度的正硬度梯度。在特定的实施方式中，内芯由零梯度配方形成的中心组成，如例如美国专利7，537，530和7，537，529中公开的，这里通过引用将它们的全部公开内容纳入。内芯的总球硬度为90或更低，或80或更低，或70或更低，或60或更低，或50 或更低，或40或更低，或20或更低，或者球硬度在下限为10或20或30或35或40或50 或60且上限为40或50或60或70或80或90的范围内，其中上限大于下限(例如，当下限为50时，其上限为60、70、80或90)。各内芯层由热固性或热塑性聚合物组合物形成。在特定的实施方式中，内芯由热固性组合物形成的中心组成。在另一特定的实施方式中，内芯由热塑性聚合物组合物形成的中心组成。在另一特定的实施方式中，内芯由中心和附加内芯层组成，它们中的每一个均由相同或者不同的热固性组合物形成。在另一特定的实施方式中，内芯由中心和附加内芯层组成，它们中的每一个均由相同或不同的热塑性聚合物组合物形成。在另一特定的实施方式中，内芯由中心和附加内芯组成，其中所述中心或附加内芯层由热固性组合物形成并且所述中心或附加内芯层的另一个由热塑性聚合物组合物形成。在又一特定的实施方式中，内芯由中心、第一附加内芯层和第二附加内芯层组成，其中内芯层组合物中的每一种与其它内芯层组合物相同或者不同。用于形成内芯层的适宜热固性组合物包括橡胶组合物，其包含基础橡胶，引发剂， 活性助剂，并且任选地包含氧化锌、硬脂酸锌或硬脂酸、抗氧化剂、和软化加速剂(soft and fast agent)中的一种或多种。适宜的基础橡胶包括天然和合成橡胶，包括但不限于，聚丁二烯、聚异戊二烯、乙烯丙烯橡胶(“EPR")、苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯嵌段共聚物橡胶 (如SI、SIS、SB、SBS、SIBS等，其中〃 S"是苯乙烯，“I"是异戊二烯，“B"是丁二烯)、 丁基橡胶、商化丁基橡胶、聚苯乙烯弹性体、聚乙烯弹性体、聚氨酯弹性体、聚脲弹性体、金属茂催化的弹性体和塑性体、异丁烯和对烷基苯乙烯的共聚物、异丁烯和对烷基苯乙烯的卤化共聚物、丁二烯和丙烯腈的共聚物、聚氯丁二烯、丙烯酸烷基酯橡胶、氯化异戊二烯橡胶、丙烯腈氯化异戊二烯橡胶，以及它们的两种或更多种的组合(例如聚丁二烯与较少量的其他热固性材料的组合，该热固性材料选自顺式聚异戊二烯、反式聚异戊二烯、树胶、聚氯丁二烯、聚降冰片烯、聚辛烯、聚戊烯、丁基橡胶、EPR、EPDM、苯乙烯-丁二烯和类似的热固性材料)。优选二烯橡胶，特别是聚丁二烯(包括具有至少40%顺式结构的1，4_聚丁二烯)，苯乙烯-丁二烯，以及聚丁二烯与其他弹性体的混合物，其中存在的聚丁二烯的量至少为混合物的总聚合物重量的40%。特别优选的聚丁二烯包括钕催化高顺式聚丁二烯，和钴、镍或锂催化的聚丁二烯。商业上可获得的聚丁二烯的适当的例子包括，但不限于，Buna CB钕催化高顺式聚丁二烯橡胶，如Buna CB 23，和Taktene 钴催化高顺式聚丁二烯橡胶，如可从LANXESS 公司商业获得的Taktene 220和221 ；可从The DowChemical Company 商业获得的 SE BR-1220 ；可从 Polimeri Europa 商业获得的Europrene NEOCIS BR 40 和 BR 60;可从 UBE Industries, Inc.商业获得的UBEPOL-BR 橡胶；可从 Japan Synthetic Rubber Co.，Ltd.商业获得的 BROl ；和可从 Karbochem 商业获得的 Neodene 钕催化高顺式聚丁二烯橡胶，如Neodene BR40。适宜的引发剂包括有机过氧化物、能够产生自由基的高能辐射源，及它们的组合。 能够产生自由基的高能辐射源包括但不限于，电子束、紫外线辐射、伽玛辐射、X射线辐射、 红外线辐射、热、及它们的组合。适宜的有机过氧化物包括但不限于，过氧化二异丙苯；4，
4-二(叔丁基过氧化)戊酸正丁酯；1，1_二(叔丁基过氧化)3，3，5_三甲基环己烷；2，
5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)环己烷；过氧化二叔丁基；过氧化二叔戊基；过氧化叔丁基；过氧化叔丁基异丙苯；2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己炔-3;二(2-叔丁基-过氧化异丙基)苯；过氧化二月桂酰；过氧化二苯甲酰；氢过氧化叔丁基；过氧化月桂基；过氧化苯甲酰；及它们的组合。可商业获得的适宜的过氧化物的例子包括但不限于， 可以从Akzo Nobel商业获得的perkadox BC过氧化二异丙苯，和可以从RT Vanderbilt Company, Inc.商业获得的Varox 过氧化物，如Varox ANS过氧化苯甲酰，Varox 2311， 1- 二(叔丁基过氧化)3，3，5-三甲基环己烷和Varox 230-XL 4，4-双(过氧化叔丁基) 戊酸正丁酯。过氧化物引发剂试剂通常以如下量存在于橡胶组合物中每100份基础橡胶至少0. 05重量份的量，或者在下限为每100重量份基础橡胶0. 05重量份或0. 1重量份或 0. 8重量份或1重量份或1. 25重量份或1. 5重量份且上限为每100重量份基础橡胶2. 5重量份或3重量份或5重量份或6重量份或10重量份或15重量份的范围内的量。活性助剂通常与过氧化物一起使用以增加固化状态。适宜的活性助剂包括但不限于，不饱和羧酸的金属盐、不饱和乙烯基化合物和多官能团单体(如三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)、亚苯基双马来酰亚胺、及它们的组合。适宜的金属盐的具体例子包括但不限于，丙烯酸、二丙烯酸、甲基丙烯酸和二甲基丙烯酸的一种或多种金属盐，其中金属选自镁、 钙、锌、铝、锂、镍和钠。在特定的实施方式中，活性助剂选自丙烯酸、二丙烯酸、甲基丙烯酸和二甲基丙烯酸、及它们的混合物的锌盐。在另一特定的实施方式中，活性助剂是二丙烯酸锌。当活性助剂为二丙烯酸锌和/或二甲基丙烯酸锌时，该活性助剂典型地以在下限为每 100重量份基础橡胶1或5或10或15或19或20重量份且上限为每100重量份基础橡胶 M或25或30或35或40或45或50或60重量份的范围内的量包含于橡胶组合物中。当使用一种或多种活性较低的活性助剂如单甲基丙烯酸锌和各种液体丙烯酸盐和甲基丙烯酸盐时，活性较低的活性助剂的用量可与二丙烯酸锌和二甲基丙烯酸锌活性助剂的量相同或者更高。可以通过调整交联量来获得需要的球硬度，交联量可以例如通过改变活性助剂的类型和量来实现。橡胶组合物任选地包含固化剂。适宜的固化剂包括但不限于，硫、N-氧二亚乙基-2-苯并噻唑亚磺酰胺、N, N-二邻甲苯胍、二甲基二硫氨基甲酸铋、N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺、N, N- 二苯胍、4-吗啉基-2-苯并噻唑二硫化物、六硫化双五亚甲基秋兰姆、 二硫化秋兰姆、巯基苯并噻唑、亚磺酰胺、二硫代氨基甲酸盐、硫化秋兰姆、胍、硫脲、黄原酸盐、二硫代磷酸盐、乙醛胺、二硫化二苯并噻唑、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆、及它们的组合。橡胶组合物任选地包含一种或多种抗氧化剂。抗氧化剂是可以抑制或防止橡胶氧化降解的化合物。一些抗氧化剂也作为自由基清除剂；因此，当抗氧化剂包含于橡胶组合物时，引发剂的用量可与这里公开的量一样高或者更高。适宜的抗氧化剂包括，例如，二氢喹啉抗氧化剂、胺类抗氧化剂和酚类抗氧化剂。橡胶组合物还可包含一种或多种填料以调整芯的密度和/或比重。示例的填料包括沉积含水二氧化硅、粘土、滑石、石棉、玻璃纤维、芳酰胺纤维、云母、偏硅酸钙、硫酸锌、硫酸钡、硫化锌、锌钡白、硅酸盐、碳化硅、硅藻土、聚氯乙烯、碳酸盐(例如，碳酸钙、碳酸锌、 碳酸钡和碳酸镁)、金属(例如，钛、钨、铝、铋、镍、钼、铁、铅、铜、硼、钴、铍、锌和锡)、金属合金(例如，钢、黄铜、青铜、碳化硼晶须和碳化钨晶须)、金属氧化物(例如，氧化锌、氧化锡、 氧化铁、氧化钙、氧化铝、二氧化钛、氧化镁和氧化锆)、微粒碳质材料(例如，石墨、炭黑、棉屑、天然浙青、纤维素绒和皮革纤维)、微球(例如，玻璃和陶瓷)、飞灰、再研磨物(例如，粉碎并回收的芯材料)、纳米填料，以及上述两种或更多种的组合。橡胶组合物中存在的微粒材料的量典型地在下限为每100重量份基础橡胶5重量份或10重量份且上限为每100重量份基础橡胶30重量份或50重量份或100重量份的范围内的量。填料材料可以为双功能填料，如氧化锌(其可以作为填料/除酸剂)和二氧化钛(其可以作为填料/光亮剂材料)。橡胶组合物还可以包含选自加工助剂、加工油、增塑剂、着色剂、荧光剂、化学发泡和起泡剂、消泡剂、稳定剂、软化剂、抗冲击改性剂、自由基清除剂、加速剂、防焦剂等的一种或多种添加剂。橡胶组合物中存在的添加剂的量典型地在下限为每100重量份基础橡胶0 重量份且上限为每100重量份基础橡胶20重量份或50重量份或100重量份或150重量份的范围内。橡胶组合物任选地包含软化加速剂。优选地，橡胶组合物含有0.05phr至 10. OOphr的软化加速剂。在一种实施方式中，软化加速剂以在下限为0.05或0. 10或0. 20 或0. 50phr且上限为1. 00或2. 00或3. 00或5. OOphr范围内的量存在。在另一实施方式中，软化加速剂以在下限为2. 00或2. 35phr且上限为3. 00或4. 00或5. OOphr范围内的量存在。在另一可选的高浓度实施方式中，软化加速剂以在下限为5. 00或6. 00或7. OOphr 且上限为8. 00或9. 00或10. OOphr的范围内的量存在。在另一实施方式中，软化加速剂以 2. 6phr的量存在。适宜的软化加速剂包括但不限于，有机硫和含金属的有机硫化合物；有机硫化合物，包括单、二和多硫化物，硫醇和巯基化合物；无机硫化物化合物；有机硫化合物与无机硫化物化合物的共混物；VIA族的化合物；不含硫或金属的取代和未取代的芳族有机化合物；芳族有机金属化合物；氧醌；苯醌；醌氢醌；邻苯二酚；间苯二酚；及它们的组合。在这里，“有机硫化合物”是指任何含有碳、氢和硫的化合物，其中硫直接键合到至少1个碳。在这里，术语“硫化合物”是指这样的化合物，其为元素硫、聚合硫(polymeric sulfur)或它们的组合。应进一步地理解的是，术语“元素硫”是指&环状结构，以及“聚合硫”是包含相对于元素硫的至少一个附加硫的结构。特别适宜作为软化加速剂的是具有以下通式的有机硫化合物
权利要求
1.高尔夫球，其包含内芯，其包含由第一热固性组合物形成的中心，其中，该内芯具有1.000英寸至1.580 英寸的直径、40肖氏C硬度至70肖氏C硬度的中央硬度、和50肖氏C硬度至95肖氏C硬度的表面硬度；中间芯层，其具有0. 010英寸至0. 070英寸的厚度、65肖氏D硬度至95肖氏D硬度的外表面硬度，并由选自金属组合物、复合材料组合物和无机/有机掺混物组合物的组合物形成；外芯层，其由第二热固性组合物形成，并具有0. 010英寸至0. 075英寸的厚度、和45肖氏C硬度至90肖氏C硬度的外表面硬度；和壳层，其具有0. 010英寸至0. 050英寸的厚度，并由材料硬度为30肖氏D硬度至65肖氏D硬度的组合物形成。
2.权利要求1的高尔夫球，其中所述内芯的直径为1.400英寸至1. 490英寸。
3.权利要求1的高尔夫球，其中所述中间芯层的外表面硬度为75肖氏D硬度至95肖氏D硬度。
4.权利要求1的高尔夫球，其中所述内芯包含附加内芯层。
5.权利要求1的高尔夫球，其中所述附加内芯层由热固性组合物形成。
6.权利要求1的高尔夫球，其中所述附加内芯层由热塑性组合物形成。
7.权利要求1的高尔夫球，其中所述高尔夫球还包含设置在所述内芯和所述中间芯层之间的热塑性芯层。
8.权利要求1的高尔夫球，其中所述高尔夫球还包含设置在所述中间芯层与所述外芯层之间的热塑性芯层。
9.权利要求1的高尔夫球，其中所述高尔夫球还包含设置在所述内芯和所述中间芯层之间的第一热塑性芯层和设置在所述中间芯层和所述外芯层之间的第二热塑性芯层。
10.高尔夫球，其包含内芯，其包含由第一热塑性组合物形成的中心，其中，所述内芯具有1.000英寸至 1.580英寸的直径、40肖氏C硬度至70肖氏C硬度的中央硬度、和50肖氏C硬度至95肖氏C硬度的表面硬度；中间芯层，其具有0.010英寸至0.070英寸的厚度和65肖氏D硬度至95肖氏D硬度的表面硬度，并由选自金属组合物、复合材料组合物和无机/有机掺混物组合物的组合物形成；外芯层，其由第二热塑性组合物形成，并具有0. 010英寸至0. 075英寸的厚度、45肖氏 C硬度至90肖氏C硬度的表面硬度；和壳层，其具有0. 010英寸至0. 050英寸的厚度，并由材料硬度为30肖氏D硬度至65肖氏D硬度的组合物形成。
11.权利要求10的高尔夫球，其中所述内芯的直径为1.400英寸至1. 490英寸。
12.权利要求10的高尔夫球，其中所述中间芯层的外表面硬度为75肖氏D硬度至95 肖氏D硬度。
13.权利要求10的高尔夫球，其中所述内芯包含附加内芯层。
14.权利要求10的高尔夫球，其中所述附加内芯层由热固性组合物形成。
15.权利要求10的高尔夫球，其中所述附加内芯层由热塑性组合物形成。
16.权利要求10的高尔夫球，其中所述高尔夫球还包含设置在所述内芯和所述中间芯层之间的热固性芯层。
17.权利要求10的高尔夫球，其中所述高尔夫球还包含设置在所述中间芯层和所述外芯层之间的热固性芯层。
18.权利要求10的高尔夫球，其中所述高尔夫球还包含设置在所述内芯和所述中间芯层之间的第一热固性芯层和设置在所述中间芯层和所述外芯层之间的第二热固性芯层。
19.高尔夫球，其包含芯，其由以下组成内芯层，其由第一热塑性组合物形成，并具有1. 000英寸至1. 580英寸的直径、40肖氏 C硬度至70肖氏C硬度的中央硬度、和50肖氏C硬度至95肖氏C硬度的表面硬度，中间芯层，其具有0. 010英寸至0. 070英寸的厚度和65肖氏D硬度至95肖氏D硬度的表面硬度，并由选自金属组合物、复合材料组合物和无机/有机掺混物组合物的组合物形成，第一外芯层，其由第二热塑性组合物形成，和第二外芯层，其由热固性组合物形成，并具有0. 010英寸至0. 075英寸的厚度和45肖氏C硬度至90肖氏C硬度的表面硬度；和壳层，其具有0. 010英寸至0. 050英寸的厚度，并由材料硬度为30肖氏D硬度至65肖氏D硬度的组合物形成。
全文摘要
本发明涉及多层芯高尔夫球，即包含多层芯和壳层的高尔夫球。所述多层芯包含至少一层由金属组合物、复合材料组合物、或无机/有机掺混物组合物形成的中间芯层。
文档编号B32B25/08GK102166404SQ201010625198
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月2日 优先权日2009年12月2日
发明者埃德蒙·A·赫伯特, 布莱恩·科米厄, 迈克尔·J·沙利文, 马克·L·比内特 申请人:阿库施耐特公司