高尔夫球的制作方法

专利名称：高尔夫球的制作方法
技术领域：
本发明涉及高尔夫球。特别地，本发明涉及包括中心(center)、包覆层(envelope layer)、中间层(mid layer)、以及外壳(cover)的多层式(multi-piece)高尔夫球。
背景技术：
高尔夫球手对高尔夫球的首要要求是球的飞行性能。高尔夫球手在用I号木杆 (driver)、长铁杆、中铁杆击球时很重视飞行性能。飞行性能与高尔夫球的回弹性能相关。 当具有出色的回弹性能的高尔夫球被击打时，该高尔夫球以高速度飞行，从而获得较大的飞行距离。为了获得较大的飞行距离，需要合适的轨迹高度。轨迹高度取决于旋转速度和发射角。在通过较高的旋转速度实现较高轨迹的高尔夫球中，飞行距离不足。在通过较高的发射角实现较高轨道的高尔夫球中，可获得较大的飞行距离。具有外层较硬/内层较软结构的球芯可获得较低的旋转速度和较高的发射角。高尔夫球手也非常重视高尔夫球的旋转性能。当回旋速度较高时，飞行行程较短。 高尔夫球手可容易地使易于回旋的高尔夫球停在目标点。当侧旋速度较高时，高尔夫球趋向于曲线飞行(curve)。高尔夫球手可容易地有意使易于侧旋的高尔夫球呈曲线飞行。易于为其提供旋转的高尔夫球具有出色的可控性。特别地，高级高尔夫球手非常重视用短铁杆击球时的可控性。为了获得各种性能特征，已提出了各自具有多层结构的高尔夫球。JPH 8-336618 (US5, 733，205)公开了一种包括球芯、内覆盖层以及外壳的高尔夫球。球芯由内球体和包覆层构成。JPH 9-56848 (US 5，725，442)公开了包括球芯、内覆盖层以及外壳的高尔夫球。球芯由内球体和包覆层构成。JPH 10-328326 (US 6，468，169)公开了包括球芯、包覆层、内包覆层以及外壳的高
尔夫球。JP 2001-17575 (US 6，271，296)公开了包括球芯、包覆层、中间层以及外壳的高尔夫球。JP 2004-130072 (US 2004/0029648)公开了包括球芯和外壳的高尔夫球。该球芯
具有三层结构。许多高尔夫球手在用长铁杆和中铁杆击球时希望有较大的飞行距离。高尔夫球的飞行性能存在改进的余地。本发明的目的在于提供一种高尔夫球，所述高尔夫球被长铁杆和中铁杆击打时可获得较大的飞行距离。

发明内容
根据本发明的高尔夫球包括球芯、位于球芯外侧的中间层、以及位于中间层外侧的外壳。球芯(core)包括中心(center)和位于中心外侧的包覆层(envelope layer)。在施加98IN负载下的中心的压缩变形量Do与在施加98IN负载下的球芯的压缩变形量De的比值(Do/De)等于或大于I. 5、但等于或小于2. 5。当施加981N负载时，压缩变形量Do与高尔夫球的压缩变形量Dc的比值(Do/Dc)等于或大于I. 8。在根据本发明的高尔夫球中，用长铁杆和中铁杆击打时的自旋被抑制。在高尔夫球中，用长铁杆和中铁杆击球时可获得较大的飞行距离。优选，中心的直径等于或小于20mm。优选的是，球芯表面处JIS-C硬度He与中心的中心点处的Jis-C硬度Ho的差值(He-Ho)等于或小于40。优选中间层的JIS-C硬度Hm等于或大于90。优选，中间层的厚度等于或小于
I.5mm。优选，外壳的JIS-C硬度Hm小于65。优选，外壳的厚度Tc小于O. 8mm。优选外壳的树脂组合物的剪切损耗弹性模量G"(在IOHz的振动频率以及0°C 的温度下测定)等于或小于1.95X 107Pa。优选外壳的树脂组合物的拉伸损耗弹性模量 E"(在IOHz的振动频率以及0°C的温度下测定)与剪切损耗弹性模量G"的比值(E" / G")等于或大于1.76。外壳可由树脂组合物形成。优选树脂组合物的基材的主要组分是热塑性聚氨酯。 优选热塑性聚氨酯的多元醇组分是数均分子量为1500以下的聚四亚甲基醚二醇。


图I为根据本发明的一个具体实施方式
的高尔夫球局部剖开的横截面图。
具体实施例方式下面基于优选的实施方式，结合附图，对本发明进行详细说明。图I所示的高尔夫球2包括球形球芯4、位于球芯4外侧的中间层6、以及位于中间层6外侧的外壳8。球芯4包括球形中心10以及位于中心10外侧的包覆层12。在外壳 8的表面上，形成大量的凹坑(dimples) 14。在高尔夫球2的表面，除了凹坑14之外的部分是接触面(land) 16。该高尔夫球2包括在外壳8的外侧面上的漆层和标记层，但这些层并没有显示在附图中。高尔夫球2具有优选为40mm以上但45mm以下的直径。考虑到符合美国高尔夫球协会(USGA)制定的规则，其直径特别优选等于或大于42. 67mm。考虑到抑制空气阻力，其直径更优选等于或小于44mm,并且特别优选等于或小于42. 80mm。高尔夫球2具有40g以上但50g以下的重量。为了获得较大的惯性，其重量更优选等于或大于44g，并且优选等于或大于45. OOgo考虑到符合USGA制定的规则，其重量特别优选等于或小于45. 93g。优选中心10是通过交联橡胶组合物来获得的。优选用于橡胶组合物的基础橡胶(base rubbers)的例子包括聚丁二烯、聚异戍二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物、以及天然橡胶。考虑到回弹性能，优选聚丁二烯。当组合使用聚丁二烯与另一种橡胶时，优选聚丁二烯作为主要组分被包含。具体地说，聚丁二烯占全部基础橡胶的比例优选等于或大于50wt%,更优选等于或大于80wt%。聚丁二烯中顺式-1,4键的比例优选等于或大于40 %，更优选等于或大于80 %。中心10的橡胶组合物可包括共交联试剂。该共交联试剂可实现中心10的高回弹性。考虑到回弹性能，优选共交联试剂的例子包括具有2至8个碳原子的α，β_不饱和羧酸的一价或二价金属盐。优选共交联试剂的具体例子包括丙烯酸锌、丙烯酸镁、甲基丙烯酸锌、以及甲基丙烯酸镁。考虑到中心10从模具的可释出性，优选丙烯酸镁和甲基丙烯酸镁。基于100重量份的基础橡胶，共交联试剂的量优选等于或大于5重量份但等于或小于30重量份。基于100重量份基础橡胶共交联试剂含量等于或大于5重量份的高尔夫球2具有出色的回弹性能。在这方面，基于100重量份的基础橡胶，共交联试剂含量特别优选等于或大于10重量份。基于100重量份基础橡胶共交联试剂含量等于或小于30重量份的高尔夫球2具有出色的击球感(feel at impact)。在基于100重量份基础橡胶共交联试剂含量等于或小于30重量份的高尔夫球2中，用长铁杆和中铁杆击打时的旋转可被抑制。 在这些方面，基于100重量份的基础橡胶，共交联试剂的量优选等于或小于25重量份，并且特别优选等于或小于20重量份。在橡胶组合物中可包含具有2至8个碳原子的α，β -不饱和羧酸、以及金属氧化物。它们在橡胶组合物中彼此反应以获得盐。该盐用作共交联试剂。优选的α，β_不饱和羧酸的例子包括丙烯酸和甲基丙烯酸。优选的金属氧化物的例子包括氧化锌和氧化镁。考虑到可释出性，特别优选是氧化镁。基于100重量份的基础橡胶，α，β_不饱和羧酸的量优选等于或大于15重量份但等于或小于45重量份。基于100重量份的基础橡胶，α，β -不饱和羧酸的量特别优选等于或大于20重量份。基于100重量份的基础橡胶，α，β-不饱和羧酸的量特别优选等于或小于40重量份。基于100重量份的基础橡胶，金属氧化物的量优选等于或大于20重量份但等于或小于50重量份。基于100重量份的基础橡胶，金属氧化物的量特别优选等于或大于25重量份。基于100重量份的基础橡胶，金属氧化物的量特别优选等于或小于45重量份。优选中心10的橡胶组合物同时包括有机过氧化物与共交联试剂。有机过氧化物用作交联引发剂。有机过氧化物有利于高尔夫球2的回弹性能。合适的有机过氧化物的例子包括过氧化二异丙苯、1，I- 二(叔丁基过氧基)_3，3，5-三甲基环己烷、2，5- 二甲基-2， 5-二(叔丁基过氧基)己烧、以及二叔丁基过氧化物。考虑到通用性(versatility),过氧化二异丙苯是优选的。考虑到高尔夫球2的回弹性能，相对于100重量份的基础橡胶，有机过氧化物的量优选等于或大于O. I重量份，更优选等于或大于O. 2重量份，特别优选等于或大于O. 3重量份。考虑到柔软的击球感以及抑制用长铁杆和中铁杆击球时的自旋，相对于100重量份的基础橡胶，有机过氧化物的量优选等于或小于2. O重量份，更优选等于或小于I. 5重量份， 特别优选等于或小于I. 3重量份。中心10的橡胶组合物可包括有机硫化合物。优选的有机硫化合物的例子包括 单基取代物，比如二苯基二硫化物、二(4-氯苯基)二硫化物、二(3-氯苯基)二硫化物、二 (4-溴苯基)二硫化物、二(3-溴苯基)二硫化物、二(4-氟苯基)二硫化物、二(4-碘苯基) 二硫化物、二(4-氰苯基)二硫化物等；二基取代物，比如二(2，5-二氯苯基)二硫化物、二 (3，5-二氯苯基)二硫化物、二(2，6-二氯苯基)二硫化物、二(2，5-二溴苯基)二硫化物、二(3，5- 二溴苯基)二硫化物、二(2-氯-5-溴苯基)二硫化物、二(2-氰基-5-溴苯基) 二硫化物等；三基取代物，比如二(2，4，6-三氯苯基)二硫化物、二(2-氰基-4-氯-6-溴苯基)~■硫化物等；四基取代物，比如(2, 3, 5,6_四氣苯基)_■硫化物等；以及五基取代物， 比如二(2，3，4，5，6-五氯苯基)二硫化物、二(2，3，4，5，6-五溴苯基)二硫化物等。有机硫化合物有利于回弹性能。特别优选的有机硫化合物是二苯基二硫化物和二(五溴苯基) 二硫化物。就高尔夫球2的回弹性能来说，相对于100重量份的基础橡胶，有机硫化合物的量优选等于或大于O. I重量份，更优选等于或大于O. 2重量份。考虑到柔软的击球感以及抑制用长铁杆和中铁杆击球时的自旋，相对于100重量份的基础橡胶，有机过硫化合物的量优选等于或小于I. 5重量份，更优选等于或小于I. O重量份，特别优选等于或小于O. 8重量份。为了调节比重等，中心10中可包含填料。合适的填料的例子包括氧化锌、硫酸钡、 碳酸钙、以及碳酸镁。酌情确定填料的量以便达到中心10的预期比重。特别优选的填料是氧化锌。氧化锌不仅用作比重调节剂，而且用作交联活化剂。视需要，可向中心10的橡胶组合物中添加抗老化剂、着色剂、增塑剂、分散剂、硫、 硫化促进剂等。经交联的橡胶粉末或合成树脂粉末也可以被分散在橡胶组合物中。考虑到高尔夫球2的耐久性，中心10的中心硬度Ho优选为40以上，更优选为45 以上，特别优选为50以上。考虑到抑制用长铁杆和中铁杆击球时的自旋，中心硬度Ho优选等于或小于80，更优选等于或小于75，特别优选等于或小于70。通过将JIS-C型硬度计压向已切为两半的中心10的剖面的中心点来测定中心硬度Ho。对于该测定，使用其上安装了该硬度计的自动橡胶硬度测定机(商品名“P1”，高分子计器株式会社制造)。中心10的硬度从其中心点向其表面逐渐增加。中心10的表面硬度大于中心硬度 Ho。中心10的压缩形变量Do优选为4.0mm以上但7. Omm以下。压缩形变量Do为 4. Omm以上的中心10可实现出色的击球感。中心10可进一步抑制用长铁杆和中铁杆击球时的旋转。就这些方面来说，压缩形变量Do更优选等于或大于4. 5mm，特别优选等于或大于 4.9_。压缩形变量Do为7. Omm以下的中心10可获得出色的回弹性能。就这方面来说，压缩变形量Do特别优选等于或小于6. 5mm。在测定压缩形变量时，首先，将待测定的球(中心10、球芯4、高尔夫球2等)放置在由金属制成的硬平板上。接着，由金属制成的圆柱向球体逐渐下降。压在圆柱的底部与硬平板之间的球体发生变形。测定球体从球体上没有施加负载的状态开始直至将981N的负载施加到球体上的状态为止时的变形量。中心10的直径Do优选为IOmm以上但20mm以下。直径为IOmm以上的中心10可获得出色的击球感。就这方面来说，所述直径Do更优选等于或大于12mm，特别优选等于或大于13mm。当中心10的直径Do为20mm以下时，可形成具有足够厚度的包覆层12。就这方面来说，所述直径特别优选等于或小于18mm。包覆层12通过将橡胶组合物进行交联来获得。用于橡胶组合物的基础橡胶的例子包括聚丁二烯、聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物、以及天然橡胶。考虑到回弹性能，优选聚丁二烯。当聚丁二烯与另一种橡胶组合使用时，优选聚丁二烯作为主要组分被包含。具体地说，聚丁二烯占全部基础橡胶的比例优选等于或大于50wt %，更优选等于或大于SOwt %。聚丁二烯中的顺式-I，4键的比例优选等于或大于 40 %，更优选等于或大于80 %。为了交联包覆层12，优选使用共交联试剂。考虑到回弹性能，优选的共交联试剂的例子包括具有2至8个碳原子的α，β_不饱和羧酸的一价或二价金属盐。优选的共交联试剂的具体例子包括丙烯酸锌、丙烯酸镁、甲基丙烯酸锌、以及甲基丙烯酸镁。就回弹性能来说，特别优选丙烯酸锌和甲基丙烯酸锌。就高尔夫球2的回弹性能来说，相对于100重量份的基础橡胶，共交联试剂的量优选等于或大于20重量份，更优选等于或大于25重量份，特别优选等于或大于30重量份。就柔软的击球感来说，基于100重量份的基础橡胶，共交联试剂的量优选等于或小于50重量份，更优选等于或小于45重量份，特别优选等于或小于40重量份。优选包覆层12的橡胶组合物同时包括有机过氧化物与共交联试剂。有机过氧化物用作交联引发剂。有机过氧化物有利于高尔夫球2的回弹性能。合适的有机过氧化物的例子包括过氧化二异丙苯、1，I- 二(叔丁基过氧基)_3，3，5-三甲基环己烷、2，5- 二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、以及二叔丁基过氧化物。考虑到通用性，优选过氧化二异丙苯。就高尔夫球2的回弹性能来说，基于100重量份的基础橡胶，有机过氧化物的量优选等于或大于O. I重量份，更优选等于或大于O. 3重量份，特别优选等于或大于O. 5重量份。就柔软的击球感来说，基于100重量份的基础橡胶，有机过氧化物的量优选等于或小于
2.O重量份，更优选等于或小于I. 5重量份，特别优选等于或小于I. O重量份。优选包覆层12的橡胶组合物包含有机硫化合物。如上所述用于中心10的有机硫化合物可用于包覆层12。就高尔夫球2的回弹性能来说，基于100重量份的基础橡胶，有机硫化合物的量优选等于或大于O. I重量份，更优选等于或大于O. 2重量份。就柔软的击球感来说，基于100重量份的基础橡胶，有机硫化合物的量优选等于或小于I. 5重量份，更优选等于或小于I. O重量份，特别优选等于或小于O. 8重量份。高尔夫球2可包括球芯4，其中，中心10的橡胶组合物不包含有机硫化合物，并且包覆层12的橡胶组合物包含有机硫化合物。在球芯4中，可获得合适的硬度分布。为了调节比重等目的，包覆层12中可包含填料。合适的填料的例子包括氧化锌、 硫酸钡、碳酸钙、以及碳酸镁。可包含具有较高比重的金属粉末作为填料。具有较高比重的金属的具体例子包括钨和钥。酌情确定填料的量以便达到包覆层12的预期比重。特别优选的填料是氧化锌。氧化锌不仅用作比重调节剂，而且用作交联活化剂。根据需要，包覆层 12中可包含足够量的各种添加剂比如硫、抗老化剂、着色剂、增塑剂、分散剂等。包覆层12 中还可包含经交联的橡胶粉末或合成树脂粉末。在形成包覆层12期间，中心10用两个未经交联的或经半交联的半壳(half shell)覆盖。这些半壳被加压、加热。通过该加热，发生交联反应以获得包覆层12。交联温度通常等于或高于140°C但等于或低于180°C。用于交联包覆层12的时间通常等于或大于10分钟但等于或低于60分钟。包覆层12的硬度从其最内部分向其表面逐渐增加。就回弹性能来说，包覆层12 表面(即，球芯4的表面)处的硬度He优选等于或大于75，更优选等于或大于80，特别优选等于或大于85。就击球感来说，硬度He优选等于或小于95，更优选等于或小于93，特别优选等于或小于92。通过将JIS-C型硬度计压向球芯4的表面来测定硬度He。对于该测定，使用其上安装了该硬度计的自动橡胶硬度测定机(商品名“P1”，高分子计器株式会社制造)。包覆层12的厚度优选为8mm以上但18mm以下。厚度为8mm以上的包覆层12可抑制旋转。就这方面来说，其厚度更优选等于或大于9mm,特别优选等于或大于10_。当包覆层12具有18mm以下的厚度时，可形成具有较大直径的中心10。具有较大直径的中心10 可抑制用中铁杆击球时的旋转。就这方面来说，其厚度更优选等于或小于16mm，特别优选等于或小于15mm。球芯4的体积与高尔夫球2的虚拟球体(phantom sphere)的体积的比值优选等于或大于78%。球芯4较大。球芯4可使高尔夫球2具有出色的回弹性能。球芯4可抑制高尔夫球2的旋转。在这些方面，所述比值更优选等于或大于79%，特别优选等于或大于 80%。虚拟球体的表面是其上没有凹坑14的高尔夫球2的表面。球芯4具有优选为2. Omm以上但3. 5mm以下的压缩变形量De。压缩变形量De为
2.Omm以上的球芯4可使高尔夫球2具有出色的击球感。就这方面来说，压缩形变量De更优选等于或大于2. 2_，特别优选等于或大于2. 4_。压缩形变量De为3. 5mm以下的球芯 4可使高尔夫球2具有出色的回弹性能。就这方面来说，压缩形变量De更优选等于或小于
3.2mm,特别优选等于或小于2. 9_。就抑制旋转来说，球芯4的表面硬度He与中心10的中心硬度Ho之间的差值 (He-Ho)优选等于或大于20，并且特别优选等于或大于25。考虑到易于生产以及球芯4的回弹性能，该差值(He-Ho)优选等于或小于40，特别优选等于或小于35。中心10的压缩形变量Do与球芯4的压缩形变量De的比值(Do/De)等于或大于
I.5但等于或小于2. 5。当用I号木杆、长铁杆、中铁杆击打比值Do/De等于或大于I. 5的高尔夫球2时，可抑制旋转。就这方面来说，比值(Do/De)更优选等于或大于I. 7，特别优选等于或大于I. 8。考虑到高尔夫球2的耐久性，比值(Do/De)特别优选等于或小于2. 4。树脂组合物适用于中间层6。树脂组合物的基础聚合物的例子包括离子键树脂、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺弹性体、以及聚烯烃。特别优选基础聚合物是离子键树脂。离子键树脂是高弹性的。如下文所述，高尔夫球2的外壳8薄且柔韧。因此,当用I号木杆、长铁杆、中铁杆击打闻尔夫球2时，中间层 6显著地变形。包含离子键树脂的中间层6有利于用I号木杆、长铁杆、中铁杆击球时的回弹性能。离子键树脂可与另一种树脂组合使用。在这方面中，就回弹性能来说，离子键树脂占全部基础聚合物的比例优选等于或大于50wt%,更优选等于或大于70wt%,特别优选等于或大于85wt%。优选离子键树脂的例子包括由α -烯烃与具有3至8个碳原子的α，β -不饱和羧酸形成的二元共聚物。优选的二元共聚物包括80wt%以上但90wt%以下的α-烯烃、以及10wt%以上但20wt%以下的α，β-不饱和羧酸。该二元共聚物具有出色的回弹性能。 其它优选的离子键树脂的例子包括由如下物质形成的三元共聚物α-烯烃；具有3至8个碳原子的α，β-不饱和羧酸；以及具有2至22个碳原子的α，β-不饱和羧酸酯。优选的三元共聚物包括70wt%以上但85wt%以下的α -烯烃、5wt%以上但30wt%以下的α,β -不饱和羧酸、以及lwt%以上但25wt%以下的α，β-不饱和羧酸酯。该三元共聚物具有出色的回弹性能。对于二元共聚物和三元共聚物来说，优选α-烯烃为乙烯和丙烯，同时优选α，β_不饱和羧酸为丙烯酸和甲基丙烯酸。特别优选的离子键树脂是由乙烯与丙烯酸或甲基丙烯酸形成的共聚物。在二元共聚物和三元共聚物中，一些羧基用金属离子中和。用于中和的金属离子的例子包括钠离子、钾离子、锂离子、锌离子、钙离子、镁离子、铝离子、以及钕离子。可以用两种以上金属离子进行中和。就高尔夫球2的回弹性能和耐久性来说，特别合适的金属离子为钠离子、锌离子、锂离子、以及镁离子。离子键树脂的具体例子包括杜邦-三井聚合物株式会社制造的商品名 “Himilanl555”、“Himilanl557”、“Himilanl605”、“Himilan 1706 ”、“Himi lanl707 ”、 “Himilan 1856”、“Himilan 1855”、“Himilan AM 7311”、“Himilan AM 7315”、“Himilan AM 7317，，、“Himilan AM 7318，，、“Himilan AM 7320，，、“HimiIan AM 7329”、以及 “Himilan AM 7337” ;E. I. du Pont de Nemours 公司制造的商品名 “Surlyn 6120，，、“SurIyn 6910”、 ^Surlyn 7930”、“Surlyn7940”、“Surlyn 8140”、“Surlyn 8150”、“Surlyn 8940”、“Surlyn 8945”、“Surlyn 9120”、“Surlyn9150”、“Surlyn 9910”、“Surlyn 9945”、“Surlyn AD 8546”、“HPF 1000”、以及“HPF 2000” ；以及 ExxonMobil Chemical 公司制造的商品名 “IOTEK 7010”、“I0TEK 7030”、“I0TEK7510”、“I0TEK 7520”、“I0TEK 8000”、以及“IOTEK 8030”。可以组合使用两种以上离子键树脂用于中间层6。可组合使用用一价金属离子中和的离子键树脂和用二价金属离子中和的离子键树脂。中间层6可包括高弹性树脂。高弹性树脂的例子包括聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯醚(polyphenylene ether)、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰胺-酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚胺双马来酰亚胺、聚双胺三唑、聚苯撑氧化物(polyphenylene oxide)、聚缩醒、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、以及丙烯腈-苯乙烯共聚物。根据需要，中间层6中可包含足够量的着色剂比如二氧化钛、填料比如硫酸钡、分散剂、抗氧化剂、紫外吸收剂、光稳定剂、荧光物质、荧光增白剂等。为了形成中间层6，可使用已知的方法比如注塑成型、加压成型等。中间层6的硬度Hm优选为90以上。硬度Hm为90以上的中间层6使高尔夫球2 具有出色的回弹性能。硬度Hm为90以上的中间层6可使由球芯4和中间层6构成的球体具有外硬/内软结构。具有外硬/内软结构的球体可抑制用I号木杆、长铁杆、或中铁杆击打高尔夫球2时的旋转。就这些方面来说，硬度Hm特别优选等于或大于92。考虑到击球感和耐久性，硬度Hm优选为等于或小于98，特别优选等于或小于97。就抑制旋转来说，优选中间层6的硬度Hm大于球芯4的表面硬度He,并且球芯4的表面硬度He大于中心10的表面硬度。硬度Hm用安装在自动橡胶硬度测定机(商品名“P1”，高分子计器株式会社制造) 上的Jis-C型弹簧硬度计测定。对于该测定，使用通过热压形成并且厚度为约2mm的平板。 将在保持23°C下放置两周的平板用于该测定。在测定时，三个平板被堆叠在一起。将由与中间层6的树脂组合物相同的树脂组合物所形成的平板用于该测定。
就抑制旋转来说，中间层6的厚度优选为O. 3mm以上，特别优选O. 5mm以上。考虑到击球感，中间层6的厚度优选为等于或小于I. 5mm,特别优选等于或小于I. 2_。考虑到击球感，由球芯4和中间层6组成的球体的压缩变形量Dm优选为2. 35mm 以上，特别优选2. 40mm以上。考虑到耐久性，压缩变形量Dm优选等于或小于2. 80mm，特别优选等于或小于2. 60_。外壳8由树脂组合物形成。树脂组合物的基础聚合物的例子包括聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚烯烃、聚苯乙烯、以及离子键树脂。特别是，优选聚氨酯。聚氨酯是柔韧的。当用短铁杆击打包含含有聚氨酯的外壳8的高尔夫球2时，旋转速度较高。由聚氨酯形成的外壳 8有利于用短铁杆击球时的可控性。聚氨酯也有利于外壳8的耐擦伤性。当用I号木杆、长铁杆或中铁杆击打高尔夫球2时，由于杆头(head)速度较高，故由球芯4和中间层6构成的球体显著变形。由于该球体具有外硬/内软结构，故可抑制旋转速度。旋转速度的抑制可取得较大的飞行距离。当用短铁杆击打高尔夫球2时，由于杆头速度较低，故该球体变形较少。当用短铁杆击打高尔夫球2时，高尔夫球2的性能主要取决于外壳8。由于包含聚氨酯的外壳8是柔韧的，故可获得较高的旋转速度。该较高的旋转速度导致出色的可控性。在高尔夫球2中，实现了用I号木杆、长铁杆、以及中铁杆击球时的理想飞行性能以及用短铁杆击球时的理想可控性。当击打高尔夫球2时，包含聚氨酯的外壳8吸收碰撞。该吸收导致柔软的击球感。 特别地，当用短铁杆或推杆(putter)击打高尔夫球2时,外壳8导致出色的击球感。当被击打时，由于高尔夫球杆的杆头的移动，压力被施加到外壳8上。由于高尔夫球杆的表面具有杆面倾角，故在击打高尔夫球时，剪切应力也被施加到外壳8上。短铁杆的杆头速度较低，并且短铁杆的杆面倾角较高。因此，当用短铁杆击打高尔夫球2时，剪切应力显著影响外壳8的变形性能。I号木杆、长铁杆、和中铁杆的杆头速度较高，并且I号木杆、长铁杆和中铁杆的杆面倾角较低。于是，当用I号木杆、长铁杆、或中铁杆击打高尔夫球 2时，压应力显著影响外壳8的变形性能。外壳8的剪切损耗弹性模量G"优选为I. 95 X IO7Pa以下。如上所述，当用短铁杆击打高尔夫球时，剪切应力显著影响外壳8的变形性能。用短铁杆击打高尔夫球2时获得的旋转速度与剪切损耗弹性模量G"相关。当用短铁杆击打包含剪切损耗弹性模量G"为
1.95X IO7Pa以下的外壳8的高尔夫球2时，旋转速度较高。外壳8可实现出色的可控性。 就这方面来说，优选剪切损耗弹性模量G"等于或小于1.83X 107Pa。考虑到易于形成外壳 8，剪切损耗弹性模量G"优选等于或大于I. 00 X IO6Pa,特别优选等于或大于I. IOXlO6Pa0外壳8的拉伸损耗弹性模量E"与剪切损耗弹性模量G"的比值(E" /G")优选等于或大于I. 76。如上所述，当用I号木杆、长铁杆、以及中铁杆击打时，压应力显著影响外壳8的变形性能。用I号木杆、长铁杆和中铁杆击打所获得的旋转速度与拉伸损耗弹性模量E"有关。当用I号木杆击打包含比值E " /G"为1.76以上的外壳8的高尔夫球2 时，旋转速度较低；而当用短铁杆击打该高尔夫球2时，旋转速度较高。就这方面来说，比值 (E" /G")更优选等于或大于I. 86，特别优选等于或大于I. 90。考虑到易于形成外壳8， 比值(E" /G")优选等于或小于6.0，特别优选等于或小于5. 5。拉伸损耗弹性模量E "优选等于或大于2. OOXlO7Pa,更优选等于或大于
2.20 X IO7Pa,特别优选等于或大于2. 40 X IO7Pa0拉伸损耗弹性模量E "优选等于或小于I. OOXlO8Pa0可通过调节多元醇的分子量、聚异氰酸酯的分子量、比值(NC0/0H)等来控制剪切损耗弹性模量G"和拉伸损耗弹性模量E"。为了测定剪切损耗弹性模量G"，通过压模与外壳8的树脂组合物相同的树脂组合物来获得厚度为2mm的薄片。由该薄片中冲压出具有IOmm宽度和IOmm内夹持距离 (inter-clamp distance)的试验片。测定试片的剪切损耗弹性模量G"。测定条件如下所
/Jn ο设备“RheometerARES，，，TA instruments 公司制造测定模式扭曲(剪切)测定温度0°C振动频率10Hz测定变形0. I %为了测定拉伸损耗弹性模量E "，通过压模与外壳8的树脂组合物相同的树脂组合物来获得厚度为2mm的薄片。由该薄片中冲压出具有4mm宽度和20mm内夹持距离的试验片。测定试片的拉伸损耗弹性模量E"。测定条件如下所示。装置动态粘弹性测定装置“Rheogel-E4000”，UBM公司制造测定模式拉伸(pulling)测定温度0°C振动频率10Hz测定变形0. I %高尔夫球2与高尔夫球杆彼此接触的时间为几百微秒。因此，高尔夫球2被击打时的变形频率为几千赫兹(Hz)。平均起来，高尔夫球2在常温(25°C)下被击打。基于聚氨酯的通常的时间换算规则，在温度为25°C的环境中几千赫兹频率的变形相当于在温度为 (TC的环境中10赫兹频率的变形。因此，在本发明中，剪切损耗弹性模量G"和拉伸损耗弹性模量E"在IOHz的振动频率、(TC的温度下被测定。聚氨酯与另一种树脂可组合用于外壳8。在该情况中，考虑到旋转性能和击球感， 包含聚氨酯作为基础聚合物的主要组分。聚氨酯占全部基础聚合物的比例优选等于或大于 50wt%,更优选等于或大于70wt%,特别优选等于或大于85wt%。热塑性聚氨酯和热固性聚氨酯皆可用于外壳8。就生产率来说，优选热塑性聚氨酯。热塑性聚氨酯包括聚氨酯组分作为硬链段，聚酯组分或聚醚组分作为软链段。聚氨酯包括多元醇组分。作为多元醇，优选聚合多元醇。聚合多元醇的具体例子包括聚醚多醇，例如聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、以及聚四亚甲基醚二醇(PTMG);缩合聚酯多元醇，例如聚己二酸亚乙基酯(PEA)、聚己二酸丁烯酯(PBA)、以及聚己二酸亚己基酯(PHMA);内酯聚酯多元醇，例如聚己内酯(PCL);聚碳酸酯多元醇，例如聚碳酸亚己基酯；以及丙稀酸多元醇。两种以上多元醇可组合使用。特别地，优选聚四亚甲基醚二醇。用短铁杆击打高尔夫球2时获得的旋转速度与聚四亚甲基醚二醇的含量高度相关。同时，用I号木杆、长铁杆或中铁杆击打高尔夫球2时获得的旋转速度与聚四亚甲基醚二醇的含量低度相关。包括合适量的含有聚四亚甲基醚二醇的聚氨酯的高尔夫球2在用I号木杆、长铁杆或中铁杆击打时具有出色的飞行性能，并且
11在用短铁杆击打时具有出色的可控性。就可控性来说，多元醇的数均分子量优选为200以上，更优选400以上，特别优选 650以上。考虑到抑制旋转，其分子量优选等于或小于1500，更优选等于或小于1200，特别优选等于或小于850。数均分子量通过凝胶渗透色谱法测定。测定条件如下所示。装置HLC_8120GPC(Tosoh 公司制造)洗脱液四氢呋喃浓度0.2wt%温度40°C柱子TSKgel Super HM-M(Tosoh 公司制造)试样体积5微升流速0. 5毫升/分钟参照物质聚苯乙烯(“PStQuickTosoh公司制造)聚合多元醇组分具有优选为94mg K0H/g以上、特别优选为112mg K0H/g以上的羟值。其羟值优选等于或小于561mg K0H/g，特别优选等于或小于173mg K0H/g。聚氨酯中的异氰酸酯组分的例子包括芳香族的聚异氰酸酯，例如2，4_甲苯二异氰酸酯、2，6_甲苯二异氰酸酯、2，4_甲苯二异氰酸酯与2，6_甲苯二异氰酸酯的混合物 (TDI)、4，4' - 二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、1，5-亚萘基二异氰酸酯(NDI)、3，3' -二甲苯_4，4' -二异氰酸酯(T0DI)、二甲苯二异氰酸酯(XDI)、四甲基二甲苯基二异氰酸酯 (TMXDI)、以及对苯撑二异氰酸酯(Proi);脂环族的聚异氰酸酯，例如4，4' -二环己甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、氢化二甲苯二异氰酸酯(H6XDI)、以及异氟尔酮二异氰酸酯(ITOI);以及脂族聚异氰酸酯，例如己撑二异氰酸盐(HDI)。两种以上聚异氰酸酯可组合使用。就耐候性来说，TMXDI、XDI、HDI、H6XDI、IPDI、以及H12MDI是优选的，并且H12MDI是特别优选的。聚氨酯可包括增链剂作为其组分。增链剂的例子包括低分子量多元醇和低分子量多胺。低分子量多元醇的例子包括二醇、三醇、四醇、以及六醇。二醇的具体例子包括乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、新戊二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、以及辛二醇。 三醇的具体例子包括丙三醇、三羟甲基丙烷、以及己三醇。四醇的具体例子包括季戊四醇以及山梨醇。1，4_ 丁二醇是优选的。低分子量多胺的例子包括脂族多胺、单环芳香族多胺、以及多环芳香族多胺。脂族多胺的具体例子包括乙二胺、丙二胺、丁二胺、以及己二胺。单环芳香族多胺的具体例子包括苯二胺、甲苯二胺、二甲基甲苯二胺、二甲基硫甲苯二胺、以及二甲苯二胺。增链剂的数均分子量优选为30以上，更优选40以上，特别优选45以上。其数均分子量优选等于或小于400，更优选等于或小于350，特别优选等于或小于200。用作增链剂的低分子量多元醇和低分子量多胺是几乎没有分子量分布的低分子量化合物。因此，可将低分子量多元醇和低分子量多胺与聚合多元醇区分开来。外壳8可由包含热塑性聚氨酯和异氰酸酯化合物的组合物形成。在形成外壳8期间或之后，聚氨酯用异氰酸酯化合物交联。根据需要，外壳8中可包含足够量的着色剂比如二氧化钛、填料比如硫酸钡、分散剂、抗氧化剂、紫外吸收剂、光稳定剂、荧光物质、荧光增白剂等。外壳8的JIS-C硬度He优选低于65。外壳8是柔韧的。柔韧的外壳8可实现用短铁杆击球时出色的可控性。就可控性来说，硬度He优选等于或小于60，更优选等于或小于55，特别优选等于或小于50。如果硬度He过低，那么用I号木杆击球时的飞行性能不足。 就这方面来说，硬度He优选等于或大于20，更优选等于或大于25，特别优选等于或大于35。 为了测定硬度He，形成由与外壳8的树脂组合物相同的树脂组合物所形成的平板。测定方法与用于中间层6的硬度Hm的测定方法相同。外壳8的硬度He小于中心10的中心硬度Ho。高尔夫球2在用短铁杆击球时具有出色的可控性。就可控性来说，差值(Ho-Hc)优选等于或大于3，更优选等于或大于5，特别优选等于或大于8。差值(Ho-Hc)优选等于或小于30。考虑到用I号木杆、长铁杆和中铁杆击球时的飞行性能，外壳8的厚度优选为 O. 8mm以下,更优选O. 6mm以下,更优选O. 5mm以下,特别优选O. 4mm以下。就用短铁杆击球时的可控性来说，其厚度优选等于或大于O. IOmm,特别优选等于或大于O. 15_。为了形成外壳8，可使用已知的方法比如注塑成型、加压成型等。当形成外壳8时， 凹坑14通过在模具的空腔表面上形成的小突起(pimples)被形成。就击球感来说，高尔夫球2的压缩变形量Dc优选为2. 2mm以上，更优选2. 3mm以上，特别优选2. 4mm以上。就回弹性能来说，该压缩变形量优选等于或小于3. 2mm,更优选等于或小于3. 0mm，特别优选等于或小于2. 8mm。中心10的压缩形变量Do与高尔夫球2的压缩形变量Dc的比值(Do/Dc)优选等于或大于I. 8。当用球杆、长铁杆、中铁杆击打其中比值(Do/Dc)等于或大于I. 8的高尔夫球2时，可抑制旋转。就这方面来说，比值(Do/Dc)更优选等于或大于I. 9，特别优选等于或大于2. O。考虑到高尔夫球2的耐久性，比值(Do/Dc)特别优选等于或小于2. 8。如果外壳8直接层叠在中间层6上，那么由于外壳8的材料与中间层6的材料之间的差异，外壳8不能稳固地粘附在中间层6上。优选高尔夫球2包括在中间层6与外壳 8之间的粘附层。该粘附层可稳固地粘附在中间层6和外壳8上。该粘附层抑制外壳8与中间层6的分离。如上所述，高尔夫球2的外壳8较薄。当高尔夫球2被杆面的边缘击打时，易于出现褶皱。粘附层可抑制褶皱的出现。此外，即使被反复击打，高尔夫球2也不易破裂。在高尔夫球2中，在用高尔夫球杆击打高尔夫球2时，能量转移的损失较小。因此， 高尔夫球2具有出色的回弹性能。通过将粘合剂涂覆在中间层6的表面并干燥粘合剂来形成粘附层。粘合剂的基础聚合物是双组分固化型环氧树脂。优选双组分固化型环氧树脂通过用包含多胺化合物的固化剂固化双酚A型环氧树脂来获得。双酚A型环氧树脂被用于双组分固化型环氧树脂，于是，双组分固化型环氧树脂具有出色的柔韧性、耐化学性、耐热性、以及刚性。通过将包含双酚A型环氧树脂和溶剂的基材与包含多胺化合物和溶剂的固化剂混合来获得粘合剂。基材和固化剂中的溶剂的例子包括有机溶剂，例如二甲苯以及甲苯； 和水。多胺化合物的具体例子包括聚酰胺-胺以及其改性产品。聚酰胺-胺具有大量胺基和一个以上酰胺基。胺基可与环氧基反应。聚酰胺-胺可通过聚合脂肪酸与多胺的缩合反应来获得。典型的聚合脂肪酸通过如下方式获得在催化剂存在下，加热并合并包含大量不饱和脂肪酸的天然脂肪酸例如亚油酸、亚麻酸等。不饱和脂肪酸的具体例子包括妥尔油、 豆油、亚麻仁油、以及鱼油。具有90wt%以上二聚体含量和IOwt %以下三聚体含量的氢化聚合脂肪酸是优选的。优选的多胺的例子包括聚乙烯双胺、聚氧化烯双胺、以及它们的衍生物。实施例[实施例I]通过捏合100重量份的高顺式聚丁二烯(商品名“BR-730”，JSR公司制造)、28重量份的甲基丙烯酸、34. 8重量份的氧化镁、以及I. 3重量份的过氧化二异丙苯来获得橡胶组合物(2)。将橡胶组合物(2)放入包括各自具有半球形空腔的上模和下模的模具中，并在 170°C下加热15分钟以获得直径为15mm的中心。通过捏合100重量份的高顺式聚丁二烯(上述“BR-730”)、33重量份的二丙烯酸锌、5重量份的氧化锌、适量的硫酸钡、O. 3重量份的二(五溴苯基)二硫化物、以及O. 9重量份的过氧化二异丙苯，获得橡胶组合物(5)。半壳由橡胶组合物(5)形成。中心被两个所述半壳覆盖。将中心和半壳放入包括各自具有半球形空腔的上半模和下半模的模具中，并在150°C下加热20分钟以获得直径为40. Imm的球芯。包覆层由橡胶组合物(5)形成。调节硫酸钡的量使包覆层的比重符合中心的比重并且使高尔夫球的重量为45. 4g。使用双螺杆捏合挤出机，通过捏合50重量份的离子键树脂(上述“Surlyn8945”) 与50重量份的另一种离子键树脂(上述“Himilan AM 7329”)来获得树脂组合物。将球芯放入包含各自具有半球形空腔的上半模和下半模的模具中。通过注塑成型，用树脂组合物覆盖球芯以获得厚度为I. Omm的中间层。制备包含基材和固化剂的粘合剂。所述基材是神东涂料株式会社制造的水基环氧组合物。基材包括36重量份的双酚A型环氧树脂和64重量份的水。所述基材的环氧当量为1405g/eq。固化剂是神东涂料株式会社制造的水基胺类组合物。固化剂包括44重量份的改性聚酰胺-胺、50重量份的水、I重量份的丙二醇、以及5重量份的二氧化钛。固化剂的活泼氢当量是348g/eq。用喷雾器将该粘合剂涂覆到中间层的表面上，并在23°C下保持 12小时以获得厚度为O. 003mm的粘附层。使用双螺杆捏合挤出机，通过捏合100重量份的热塑性聚氨酯弹性体I号和4重量份的二氧化钛，获得树脂组合物(A)。通过加压成型，由树脂组合物(A)获得半壳。用这些半壳中的两个覆盖由球芯、中间层、以及粘合层构成的球体。将球体与半壳放入包括上半模和下半模的最终的模具中，其中上半模和下半模各自具有半球形空腔并且在其空腔表面上具有大量的小突起。通过加压成型获得外壳。外壳的厚度为O. 3mm。在外壳上形成形状为小突起倒置形状的凹坑。将包含作为基材的双组分固化型聚氨酯的清漆涂覆在该外壳上，以获得直径为42. 7mm的实施例I的高尔夫球。[实施例2和3以及比较例I至3]除了如下表4和5所示的中心、包覆层、以及外壳的规格之外，使用与实施例I相同的方法获得实施例2和3以及比较例I至3的高尔夫球。中心的橡胶组合物如下表I详细所示。包覆层的橡胶组合物如下表2详细所示。外壳的树脂组合物如下表3详细所示。[比较例8]通过捏合100重量份的高顺式聚丁二烯(上述“BR-730”)、38重量份的二丙烯酸
14锌、5重量份的氧化锌、适量的硫酸钡、O. 5重量份的二苯基二硫化物、以及O. 8重量份的过氧化二异丙苯，获得橡胶组合物(8)。将橡胶组合物(3)放入包括各自具有半球形空腔的上模和下模的模具中，并在170°C下加热20分钟以获得直径为40. Imm的球芯。在球芯上形成与实施例I相同的中间层。在球芯上形成与实施例I相同的粘合层。由表3所示树脂组合物(C)在粘合层上形成外壳。包含作为基材的双组分固化型聚氨酯的清漆被涂覆在该外壳上以获得比较例8的高尔夫球。[用I号木杆(W#l)击球]将具有钛杆头的I号木杆(商标名“SRIXON W505”，住胶体育用品株式会社制造， 杆身硬度x ;杆面倾角:8· 5。)连接到Golf Laboratories Inc.制造的挥杆练习器(swing machine)上。在50米/秒的杆头速度条件下击打高尔夫球。测定击打后的瞬时球速和旋转速度、以及从发射点到停止点的距离。12次测定获得的数据的平均值如下表4和5所示。[用5号铁杆(1#5)击球]将5号铁杆(商品名“SRIXON Z-TX” (钢杆)，住胶体育用品株式会社制造)连接到Golf Laboratories, Inc制造的挥杆练习器上。在41米/秒的杆头速度条件下击打高尔夫球。击打后立即测定球速和旋转速度，并测定从发射点到静止点的距离。12次测定获得的数据的平均值如下表4和5所示。[用短铁杆(SW)击球]将沙坑杆(商品名“CG 15 Chrome Wedge”,住胶体育用品株式会社制造,杆面倾角58° )连接到挥杆练习器上。在21米/秒的杆头速度条件下击打高尔夫球，并在击打后立即测定旋转速度。12次测定所获得的数据的平均值如下表4和5所示。此外，将水涂覆到杆面和高尔夫球上，并击打高尔夫球。在击打后立即测定旋转速度。12次测定获得的数据的平均值如下表4和5所示。[击球感]十个高尔夫球手用沙坑杆击打高尔夫球，并被询问击球感。基于答案为“击球感出色”的高尔夫球手的人数对评估进行分类。A:8个以上B:6 至 7 个C:4至5个D:3个以下结果如下表4和5所示。表I:中心的组合物
权利要求
1.一种高尔夫球，其包含球芯、位于球芯外侧的中间层、以及位于中间层外侧的外壳， 其特征在于，所述球芯包括中心和位于中心外侧的包覆层，在施加981N负载下的中心的压缩变形量Do与在施加981N负载下的球芯的压缩变形量De的比值Do/De等于或大于I. 5、但等于或小于2. 5，并且压缩变形量Do与在施加981N负载下的高尔夫球的压缩变形量Dc的比值Do/Dc等于或大于I. 8。
2.如权利要求I所述的高尔夫球，其特征在于，所述中心的直径等于或小于20mm。
3.如权利要求I所述的高尔夫球，其特征在于，所述球芯的表面处JIS-C硬度He与所述中心的中心点处Jis-C硬度Ho的差值He-Ho等于或小于40。
4.如权利要求I所述的高尔夫球，其特征在于，所述中间层的JIS-C硬度Hm等于或大于90 ;并且所述中间层的厚度等于或小于I.5mm。
5.如权利要求I所述的高尔夫球，其特征在于，所述外壳的JIS-C硬度He小于65 ;并且所述外壳的厚度Tc小于O. 8mm。
6.如权利要求I所述的高尔夫球，其特征在于，所述外壳由树脂组合物形成，所述树脂组合物在IOHz振动频率以及(TC温度下测定的剪切损耗弹性模量G"等于或小于I. 95 X IO7Pa,并且所述树脂组合物在IOHz振动频率以及(TC温度下测定的拉伸损耗弹性模量E"与剪切损耗弹性模量G"的比值E" /G"等于或大于I. 76。
7.如权利要求I所述的高尔夫球，其特征在于，所述外壳由树脂组合物形成，并且所述树脂组合物的基材的主要组分是热塑性聚氨酯。
8.如权利要求7所述的高尔夫球，其特征在于，所述热塑性聚氨酯的多元醇组分是数均分子量为1500以下的聚四亚甲基醚二醇。
全文摘要
一种高尔夫球2，其包括球芯4、中间层6、以及外壳8。球芯4包括中心10和包覆层12。中心10的压缩形变量Do与球芯4的压缩形变量De的比值Do/De大于1.5但小于2.5。中心10的压缩形变量Do与高尔夫球2的压缩形变量Dc的比值Do/Dc等于或大于1.8。优选，中心10的直径等于或小于20mm。球芯4的表面硬度He与中心10的中心硬度Ho的差值He-Ho等于或小于40。
文档编号A63B37/00GK102580292SQ20111039411
公开日2012年7月18日 申请日期2011年11月23日 优先权日2010年12月28日
发明者佐嶌隆弘, 大滨启司, 松山悦子 申请人:住胶体育用品株式会社