包含高度中和的酸聚合物的共混物的高尔夫球以及制作方法

包含高度中和的酸聚合物的共混物的高尔夫球以及制作方法
【专利摘要】一种高尔夫球，具有一个内芯层、一个包封该内芯层的外芯层、以及一个包封该外芯层的覆盖层。该内芯层包含以下各项的共混物：一种具有第一维卡软化温度和第一比重的第一高度中和的酸聚合物，一种具有第二维卡软化温度和第二比重的第二高度中和的酸聚合物；以及一种基于离子聚合物的、包含一种添加剂和一种具有第三维卡软化温度和第三比重的离子聚合物树脂的母料。这些维卡软化温度之间的差的绝对值是不超过约15℃，并且在这些比重之间的差的绝对值是不超过约0.015。该覆盖层可以包括一个包封该外芯层的内覆盖层和一个包封该内覆盖层的外层。
【专利说明】包含高度中和的酸聚合物的共混物的高尔夫球以及制作方
法
[0001]发明背景
[0002]1.发明领域
[0003]本发明涉及一种包含高度中和的酸聚合物的共混物的高尔夫球。本发明还涉及一种高尔夫球，这种高尔夫球包含多种高度中和的酸聚合物与在基于离子聚合物的母料中的添加剂的一种共混物。本发明还涉及一种制造产品(特别是高尔夫球)的方法，这些产品包含多种高度中和的酸聚合物与一种含有添加剂的基于离子聚合物的母料的共混物，并且涉及一种制造这种共混物的方法。
[0004]2.相关技术说明
[0005]高尔夫球是一种重要的、随着科技变化而变化的运动用品。例如，球最早由木头制成，并且之后通过将煮过软化的羽毛填充到皮革囊中制成。通常，将囊涂成白色并且囊将在干燥后绷紧。然而，由于用羽毛制成的球容易吸收水分而开裂，所以打一轮比赛需要许多球。而且，与木制球相比，这些用羽毛制成的球更昂贵。
[0006]直到古塔波胶(gutta percha)球制成前,都在一直使用羽毛和木头制成的球。古塔波胶球相对廉价并且容易制造。而且，与羽毛制成的球相比，古塔波胶球相当耐用，而且由于可以容易地使表面变粗糙以提高飞行特征，所以性能良好，并且因而流行。然而，这种球表现出在飞行中破碎的趋向。
[0007]随后，开发出包含其他弹性材料的闻尔夫球。例如，开发出一种具有橡胶芯和紧紧围绕该芯缠绕的弹力线的高尔夫球。起先用古塔波胶覆盖绕线，但是后来用巴拉塔树胶(balata)覆盖。然而，巴拉塔树胶覆盖的高尔夫球经常被击球不太熟练的球手们损坏。因
此，开发出更硬的覆盖层、具体说是包括含有沙钵? (Surlyn?)化合物或聚氨酯化合物的
覆盖层。
[0008]利用具有适于制造高品质、高性能、价格实惠的高尔夫球的特性和特征的塑料和聚合物材料，高尔夫球的内部结构也有所进步。具体地，已经开发出具有适于高尔夫球制造的特性和特征的聚合物材料。此类聚合物材料包括聚氨酯和离子聚合物材料，包含高度中和的酸聚合物。共混材料也用于制造其他产品。
[0009]聚合物材料的共混物经常含有其他组合物，典型地称为添加剂,这些组合物调整高尔夫球及其他产品的特性和特征，以达到可能由单一材料或单独由聚合物不能获得的特性和特征。但是，制造者试图制造的许多材料共混物是难以(若非不可能的话)成功地制得的，因为这些组分是不相容或不易结合的。特别地，高度中和的酸聚合物典型地是难以共混的，并且某些添加剂不能与高度中和的酸聚合物轻易共混。
[0010]因此，对包含一种层的高尔夫球存在需求，这种层具有通过将聚合材料与添加剂组分共混而获得的特性和特征。进一步的，存在着对制造某类产品(尤其是高尔夫球)的方法，这类产品包含高度中和的酸聚合物和难以与高度中和的酸聚合物组合的添加剂的一种共混物，以及对用于将高度中和的酸聚合物与这类添加剂共混的方法的需求。
【发明内容】

[0011]在一方面，本发明涉及一种高尔夫球，这种高尔夫球包含多种高度中和的酸聚合物的一种共混物。特别地，这种共混物包含一种基于离子聚合物的母料。一种高尔夫球层包含以下各项的一种共混物:一种具有第一维卡软化温度和第一比重的第一高度中和的酸聚合物，一种具有第二维卡软化温度和第二比重的第二高度中和的酸聚合物，和一种基于离子聚合物的母料，这种母料包含一种添加剂和一种具有第三维卡软化温度和第三比重的离子聚合物树脂。在这些维卡软化温度间的差的绝对值是不大于约15°c，并且在这些比重之间的差的绝对值是不大于约0.015。
[0012]在另一方面，本发明涉及制造一种产品(特别是一种高尔夫球)的方法，这种产品包含多种高度中和的酸聚合物的一种共混物。具体而言，本发明涉及一种制造高尔夫球的方法，这种高尔夫球包含多种高度中和的酸聚合物和一种基于离子聚合物的母料的共混物；并且涉及一种制造这种混合物的方法，该方法包括:将多种高度中和的酸聚合物与含有添加剂的基于离子聚合物的母料共混、控制共混物中高度中和的酸聚合物与离子聚合物组分在软化温度上的差异、并且控制这些高度中和的酸聚合物在比重上的差异。
【专利附图】

【附图说明】
[0013]参考下列附图和说明，可以更好地理解本发明。附图中的这些部件不一定按比例绘制，而是重点用于说明本发明的原理。而且，在这些图中，类似的参考数字标示遍及不同视图的相应的部分。
[0014]图1示出了根据本披露的一种代表性高尔夫球，具有包含一个芯层和一个覆盖层的两件式构造；
[0015]图2示出了根据本披露的一种第二代表性高尔夫球，具有包含一个芯层、一个内覆盖层，和一个外覆盖层的一种三件式构造；
[0016]图3示出了根据本发明的一种第三代表性的高尔夫球，具有包含一个内芯层、一个外芯层和一个覆盖层的三件式构造；并且
[0017]图4示出了根据本发明的一种第四代表性高尔夫球，具有包含一个内芯层、一个外芯层、一个内覆盖层和一个外覆盖层的四件式构造。
【具体实施方式】
[0018]总体而言，本发明涉及一种包含高度中和的酸聚合物与添加剂的共混物的高尔夫球。本发明涉及一种包含多种高度中和的酸聚合物的共混物的高尔夫球。特别地，这种共混物包含一种基于离子聚合物的母料。一种高尔夫球层包含以下各项的一种共混物:一种具有第一维卡软化温度和第一比重的第一高度中和的酸聚合物，一种具有第二维卡软化温度和第二比重的第二高度中和的酸聚合物，以及一种基于离子聚合物的母料，该母料包含一种添加剂和一种具有第三维卡软化温度和第三比重的离子聚合物树脂。在维卡软化温度之间的差的绝对值是不大于约15°C，并且在这些比重之间的差的绝对值是不大于约0.015。
[0019]本发明还涉及制造一种包含多种高度中和的酸聚合物与多种添加剂的一种共混物的高尔夫球的方法，通过将难以与高度中和的酸聚合物共混的添加剂作为母料的一部分引入，控制该共混物的这些高度中和的酸聚合物和离子聚合物树脂在维卡软化温度上的差异，并且控制该共混物的这些高度中和的酸聚合物和离子聚合物树脂在比重上的差异；并且涉及制造这种共混物的方法。
[0020]将多种高度中和的酸聚合物共混可能是困难的。离子聚合物(如高度中和的酸聚合物)的特性和特征可能造成共混上的困难。技术工作者认识到高度中和的酸聚合物表现的像经交联的聚合物，因为经中和的羧酸酯部分(即，此分子的极性部分)在其他非极性聚合物中趋向于团簇在一起。但是，这些团簇在加热时趋于分离，因而导致化合物像热塑性材料一样软化从而提供了处理经加热的材料的机会。
[0021]因此，为形成一种共混物，构成高度中和的酸聚合物的共混物的化合物会被加热以利用形成的热塑性。但是，这些化合物通常会维持难以共混，因为这些组分聚合物于相同条件下通常不会软化，且因此会难以加工。
[0022]控制形成共混物的高度中和的酸聚合物的维卡软化温度间和比重间的差异改善了共混这些材料时遭遇的加工问题，并且产生了一种基本上均质的共混物。这些加工问题包括自具有比共混物中的其他聚合物的熔融温度更低的熔融温度的聚合物形成气体，以及熔融材料的层化。若高度中和的酸聚合物被过度加热至共混物的其他组分所要求的更高软化温度时，气体可能形成。加工过程中形成气体于加工产物中造成孔隙。比重的差异使控制混合比例变困难，从而导致产物中的层化及非均质性。模制产品中的层化及非均质性也是经加工产品的缺陷。产品中的这些及其他缺陷于高度中和的酸聚合物的维卡软化温度间和比重间的差异被控制时降低。
[0023]但是，发明人发现仅控制这些参数可能不能确保会产生一种高品质的产品，诸如，高尔夫球。例如，制造者可能寻求引入一种添加剂。如技术工作者认识到的许多这些添加剂组成物(诸如，增亮剂、颜料、以及填充剂)典型地添加至聚合物产品中。但是，许多这些添加剂不能与高度中和的酸聚合物轻易共混。再者，高度中和的酸聚合物吸收的水分使加工复杂化。
[0024]发明人发现添加剂可通过并入含有添加剂的母料有效地引至高度中和的酸聚合物(包括高度中和的酸聚合物的共混物)内。母料包含可与这些添加剂以及高度中和的酸聚合物相容的离子聚合物。再者，离子聚合物不仅不会吸附与高度中和的酸聚合物一样多的水分，而且比高度中和的酸聚合物更易干燥。
[0025]诸位发明人还已发现控制高度中和的酸聚合物及离子聚合物树脂的维卡软化温度和比重，以及将添加剂作为基于离子聚合物的母料的一部分并入，不仅产生了优异的产品品质，而且简化了加工。
[0026]技术工作者认识到热塑性材料可以按多种方式加工，并且典型地是注射模塑或压缩模制加工。注射模塑是典型地用于制造高尔夫球的方法。成功的注射模塑要求将被模制的组合物是可流动的以填充一个模具。因此，注射过程中形成气体除了造成产品缺陷外，另外会破坏此方法并且可能损坏模具和其他加工设备。相似地，由于在控制混合比例上的问题，模制非均质材料可能造成模具内分布问题和差的产品品质。
[0027]在本发明的一个实施例中，控制将被共混的聚合物组分的维卡软化温度，使得在这些温度间的差异是在使共混物的加工变容易且导致高品质的加工产品的范围内。高度中和的酸聚合物的比重也进行控制。再者，使用包含离子聚合物以及与高度中和的酸聚合物难以共混的添加剂的母料以促进共混物的形成，降低额外水分并入产品内，并且使得更易将存在的水分移除。
[0028]为了方便，本发明的实施例将以它们涉及具有2种高度中和的酸聚合物组分的共混物来制造高尔夫球而详细说明。但是，本发明涉及三元、四元，和更高等级(order)的高度中和的酸聚合物共混物，以及包含高度中和的酸聚合物的任何产品。藉由此处提供的说明，技术工作者能将本发明的主题应用于任何数目的高度中和的酸聚合物组分的共混物，并且用其制造产品。
[0029]绘制图说明所选择的高尔夫球构造。图1示出了根据本披露的第一实施例的高尔夫球100。高尔夫球100是一种两件式高尔夫球。具体地，高尔夫球100包括实质上围绕芯层120的覆盖层110。在高尔夫球100中，芯层120可以由高度中和的酸聚合物制成。
[0030]图2示出了根据本披露的第二实施例的高尔夫球200。高尔夫球200包含一个芯层230 ;—个实质上围绕芯层230的内覆盖层220 ;以及一个实质上围绕内覆盖层220的外覆盖层210。在某些实施例中，内覆盖层220以及芯层230 二者可包含此处所述的经共混的高度中和的酸聚合物。
[0031]图3示出了根据本披露的第三实施例的高尔夫球300。高尔夫球300包含一个内芯层330 个实质上围绕内芯层330的外芯层320 ;以及一个实质上围绕外芯层320的覆盖层310。在某些实施例中，内芯层330与外芯层320可包含经共混的高度中和的酸聚合物。
[0032]图4示出了根据本披露的第四实施例的高尔夫球400。高尔夫球400包含一个内芯层440 个实质上围绕内芯层440的外芯层430 个实质上围绕外芯层430的内覆盖层420 ;以及一个实质上围绕内覆盖层420的外覆盖层410。在某些实施例中，内覆盖层420、外芯层430、以及内芯层440的任何者或全部可包含经共混的高度中和的酸聚合物。
[0033]在某些实施例中，覆盖层包括一个基本上包封一个外芯层420的内覆盖层420、以及一个基本上包封该内覆盖层的外覆盖层410。
[0034]因此，这些类型中的每一种高尔夫球都可以根据在此披露的方法制成。而且，可以根据这里所披露的方法制成具有额外的层、例如五层或更多层的高尔夫球。除以下另有说明以外，这里所说明的任何高尔夫球总体上可以是本领域已知的任何类型的高尔夫球。也就是，除非本发明指明相反情况，高尔夫球总体上可以是常规地用于高尔夫球的任何构造，例如规则或非规则构造。规则高尔夫球是符合由美国高尔夫球协会(United States GolfAssociation, USGA)批准的高尔夫球规定的高尔夫球。除非另有说明，在此讨论的高尔夫球还可以由公知用于高尔夫球制造的多种材料中的任何一种制成。
[0035]此外，应该理解的是，在此公开的任何特征(包括但不限于附图中所表示的多种实施例以及不同化学式或混合物)可以如可能所希望的与在此公开的任何其他特征相结合。
[0036]技术工作者认识到通常将添加剂添加到一个高尔夫球层中，以改良此层的特性和特征。特别地，通常使用填充剂以增加一个层的比重或硬度。填充剂可为有机化合物，但典型地是无机化合物。典型的无机填充剂包括金属(特别是处于粉末型式的)，以及金属的氧化物、硫酸盐、碳酸盐，以及其他型式。但是，这些无机填充剂典型地难以与高度中和的酸聚合物共混。因此，在形成经共混的高度中和的酸聚合物中的困难与在与某些添加剂合并上的困难使诸如高尔夫球的产品的制造变成挑战性的方法。
[0037]再者，高度中和的酸聚合物是吸湿性的。高度中和的酸聚合物吸收的水分于加工过程中(例如，于注射模塑或压缩模塑以形成一个高尔夫球层的过程中)形成孔隙。
[0038]例如，改善将填充剂并入到高度中和的酸聚合物内的困难性的一种方式是形成一种母料。技术工作者认识到在此的形成母料被预期是涉及形成一种包含在一小部分的高度中和的酸聚合物内的高浓度的添加剂的组合物。然后，将母料共混到产品内。
[0039]形成母料要求将高度中和的酸聚合物加热，将这些组分共混、冷却、并且将产品粉碎。必须将母料的材料粉碎以供进一步加工，经常是在一个挤出机后的一个造粒机内。但是，粉碎的结果典型地是令人不满意的。虽然空气冷却式造粒机是可获得，但在本领域中它们是不利的，因此，典型使用一种水冷式造粒机。高度中和的酸聚合物因此吸水，水在加工前不容易进一步移除。注射过程中树脂内的水分会在产品中形成孔隙，并且逃逸的蒸气可能使设备受损。因此，与高度中和的酸聚合物形成母料不是一种合适的选择。
[0040]但是，诸位发明人发现在离子聚合物树脂中的添加剂的母料提供了制造这些所希望的产品的一种适宜地容易且成本上有效的方式。因为离子聚合物树脂不会如同高度中和的酸聚合物般吸收水分，可以使用水冷式粒化作用，并且在进一步加工前容易地移除任何吸收的水。
[0041]根据本发明，一种第一高度中和的酸聚合物具有第一维卡软化温度和第一比重，一种第二高度中和的酸聚合物具有第二维卡软化温度和第二比重，并且一种离子聚合物树脂具有第三维卡软化温度和第三比重。诸位发明人发现如果在第一、第二、以及第三维卡软化温度间的差异被控制在预定值内且典型地是最小化的，有助于将这两种高度中和的酸聚合物与离子聚合物树脂共混。因此，在本发明的一个实施例中，将有待共混的高度中和的酸聚合物以及离子聚合物树脂的维卡软化温度的差的绝对值限制在约15°C或更小，典型地是约10°C或更小，并且更典型地约8°C或更小。在其他实施例中，第一维卡软化温度、第二维卡软化温度、和第三维卡软化温度间的差的绝对值是约5°C或更小，更典型是约2°C或更小，并且甚至更典型是约1°C或更小。
[0042]于另一方面，在有待共混的高度中和的酸聚合物和离子聚合物树脂的比重间的差的绝对值是控制在预定值内，且典型地是最小的。在一个实施例中，在比重上的这些差的绝对值被控制在不大于约0.015,典型地不大于约0.010,并且更典型地不大于约0.005。
[0043]在一个更典型的实施例中，维卡软化温度的差异和比重的差异两者都是被控制的。在多个实施例中，这些差异可以各自限制在与该差异有关的任何范围内。因此，在维卡软化温度中的这些差的绝对值是限制在约15°C或更小，在比重上的差的绝对值是限制在不大于约0.015，典型的是不大于约0.010，并且更典型的是不大于约0.005。相似地，在维卡软化温度上的差的绝对值是限制在约10°C或更小，典型的是约8°C或更小，更典型的是约5°C或更小，仍更典型的是约2°C或更小，并且甚至更典型的是约I °C或更小，而在比重上的差的绝对值是限制在不大于约0.015，典型的是不大于约0.010，并且更典型的是不大于约0.005ο
[0044]包含含有添加剂的多种高度中和的酸聚合物的共混物的产品可依据本发明，通过将共混物注射模塑、压缩模塑，或根据用于加工热塑性材料的任何适合方式进行加工，通过如在此所述的控制维卡软化温度和比重，并且通过将添加剂引入作为基于离子聚合物的母料的一部分而制成，具较少缺陷。特别地，高尔夫球通常是至少部分地通过将热塑性材料注射模塑而制造。因此，制造高尔夫球的方法可自控制有待被共混的材料的维卡软化温度和比重，以及通过将添加剂引入作为基于离子聚合物的母料的一部分而获益。
[0045]因此，本发明的一个实施例是针对一种制造包含多种高度中和的酸聚合物与离子聚合物树脂的共混物的高尔夫球的方法，通过控制有待被共混的这些高度中和的酸聚合物和该离子聚合物树脂的维卡软化温度间的差异，控制高度中和的酸聚合物和离子聚合物树脂的比重间的差异，将添加剂作为基于离子聚合物的母料的一部分引入，并且将经共混的材料进行加工以形成高尔夫球的至少一部分。
[0046]在一个实施例中，通常用于用以制造高尔夫球的多种高度中和的酸聚合物的共混物的高度中和的酸聚合物以及离子聚合物树脂具有在约30°C和约70°C间，典型地在约40°C与约65°C之间，并且更典型地在约48°C与约65°C之间的维卡软化温度。
[0047]高度中和的酸聚合物是具有脂肪酸盐的共聚物或三元共聚物。在本发明的多个实施例中，用于形成基于离子聚合物的母料的离子聚合物树脂是不同于存在于形成此共混物的任何高度中和的酸聚合物中的共聚物或三元共混物。离子聚合物树脂可通过结构差异在特性和特征的上的差异而与高度中和的酸聚合物区别。结构上，离子聚合物树脂是无脂肪酸盐的共聚物，而高度中和的酸聚合物是具有脂肪酸盐的共聚物以及三元共聚物。尽管盐、氢氧化物、碳酸盐，以及其他含金属的化合物被用来在离子聚合物树脂和高度中和的酸聚合物二者中提供某些中和化的离子，脂肪酸盐也在高度中和的酸聚合物中使用。因此，离子聚合物树脂和高度中和的酸聚合物的结构是不同。这些化合物的特性和特征也不同。离子聚合物树脂不是吸湿性，但高度中和的酸聚合物是吸湿性，典型地是因为脂肪酸盐存在。藉由在此提供的信息及指导，技术工作者能识别离子聚合物树脂以及高度中和的酸聚合物。
[0048]如此处所述，在本发明的实施例中高度中和的酸聚合物及离子聚合物树脂的比重是受控的。在本发明的一些实施例中，基于离子聚合物的母料包含作为添加剂的填充剂，典型地是增密剂。因此，典型地，在本发明的多个实施例中，无机填充剂的比重是大于任何聚合物(即，这些高度中和的酸聚合物和离子聚合物树脂)的比重。在其他的实施例中，无机填充剂的比重是大于这些聚合物比重的总和。
[0049]典型地，实施例是针对具有包含经共混的高度中和的酸聚合物的芯层的高尔夫球。更典型地，高尔夫球的内芯层包含经共混的高度中和的酸聚合物。具体说，芯层或内芯层通过注塑模塑制成。为了方便，在此本发明的实施例将以其涉及制造3件式或层的高尔夫球或4件式高尔夫球的芯层或内芯层而特别地说明。然而，根据在此提供的信息和指导，本领域技术人员将能够设计具有更多或不同层的高尔夫球。
[0050]一个实施例针对一种3件式高尔夫球，这种3件式高尔夫球具有一个芯层230或一个内芯层330 ;实质上包封各自内层的一个内覆盖层220或一个外芯层320 ；以及实质上包封其相应的内层的一个外覆盖层210或覆盖层310。
[0051]另一个实施例针对一种四件式高尔夫球，这种四件式高尔夫求包含一个内芯层440 ;—个实质上包封该内芯层的外芯层430 个实质上包封该外芯层的中间或内覆盖层420 ;以及一个实质上包封该内覆盖层的外覆盖层410。
[0052]典型地，在本发明的实施例的这些3及4件式的球结构中，芯层或内芯层包含一种共混物，该共混物包含一种具有从约48°C至约65°C的第一维卡软化温度的第一高度中和的酸聚合物；一种具有从约48°C至约65°C的第二维卡软化温度的第二高度中和的酸聚合物；以及一种基于离子聚合物的母料，该母料包含多种添加剂和一种具有从约48°C至约65°C的第三维卡软化温度的离子聚合物树脂，并且该第一、第二，及第三维卡软化温度之间的差的绝对值被控制在不大于约15°C。
[0053]在另一个典型实施例中，内芯层包含一种共混物，该共混物具有一种具有第一比重和第一维卡软化温度的第一高度中和的酸聚合物；一种具有第二比重和第二维卡软化温度的第二高度中和的酸聚合物；以及一种基于离子聚合物的母料，该母料包含多种添加剂及具有第三维卡软化温度和第三比重的离子聚合物树脂，并且该第一、第二、以及第三维卡软化温度间的差的绝对值及第一、第二、以及第三比重间的差的绝对值被控制在预定值内，因此，有助于形成一种包含多种高度中和的酸聚合物的共混物的热塑性内芯层。更典型地，维卡软化温度之间差异的绝对值是不大于约15°C，比重之间差异的绝对值是不大于约0.015。甚至更典型地，对于第一及第二高度中和的酸聚合物，在第一维卡软化温度与第二维卡软化温度之间的差的绝对值是小于约5°C。
[0054]通常，本发明的一个实施例的一种内芯层具有在约0.85至约1.1之间，典型在约
0.9和约1.1间的比重。在多个实施例中，对比重进行调整以至调整惯性距(MOI)从而影响球的旋转速率。将内芯层的比重降至小于约外层的比重的值会增加MOI并且降低旋转速率。另外，增加内芯层的比重减小了 MOI并且增加了旋转速率。根据在此提供的信息和指导，技术工作者能够选择共混物的比重以提供所希望的Μ0Ι，并且能够控制共混物中的高度中和的酸聚合物的比重以形成构成无缺陷产品的均匀混合物。
[0055]在实施例中，经常使用一个热固性外芯层来保护该热塑性内芯层。外芯层的厚度典型地在约5mm到约9mm之间。此外，为具备良好的飞行性能，内有内芯层的外芯层具有高恢复系数(C0R)。典型地，COR是至少约0.8。为具有良好中或短铁杆击球的良好旋转速率，外覆盖层具有低挠曲模量，典型地是小于约l，000psi。本发明实施例还包含4件式的高尔夫球，其中，内覆盖层具有高肖氏(Shore) D硬度，典型地是至少约60，以降低长击杆(driver)击球的旋转速率。特别地，为具有良好惯性矩，内覆盖层具有比热固性外芯层更大的比重。本发明实施例也包含一种具有小于约1，OOOpsi的挠曲模量的经交联的热塑性料，以提供中及短铁杆击球的良好旋转速率。
[0056]除非另有说明，这里所使用的维卡软化温度、压缩变形、硬度、COR以及弯曲模量如下测量:
[0057]维卡软化温度:根据ASTM D-1525测量。
[0058]压缩变形量:在此的压缩变形量表示一个高尔夫球或其部分在一个力下的变形量。特别地，当此力从IOkg增至130kg时，于130kg力量下的高尔夫球或其部分的变形量减去高尔夫球或其部分于IOkg力量下的变形量是压缩变形量值。例如，高尔夫球在IOkg力下变形0.5mm并且在130kg力下变形5.0mm具有4.5mm的压缩变形。
[0059]硬度:通常根据ASTM D-2240测量高尔夫球层的硬度，但是，这是在一个模制高尔夫球的曲面上的台脊区(land area)上进行测量。
[0060]测量COR的方法:将一个高尔夫球通过一个空气枪以40米/秒的起始速率向一个置放在距离空气枪约1.2米处的钢板射击。速度监控装置距离枪0.6至0.9米。在撞击此板后，高尔夫球回弹经过速度监视装置。COR为返回速度除以初始速度的比。
[0061]弯曲模量:根据ASTM D-790测量。
[0062]在其中内芯层440具有高弹性的实施例中，高尔夫球400会具有良好飞行性能。因此，在本发明的实施例中，其内具有内芯层440的外芯层430典型地具有从至少约0.80，更典型是至少约0.81，并且更典型是至少约0.82的COR值。在某些实施例中，内芯层440具有第一弹性恢复系数，高尔夫球400具有第二弹性恢复系数，且第一弹性恢复系数大于第二弹性恢复系数。典型地，第一弹性恢复系数是大于第二弹性恢复系数至少约0.01。
[0063]内芯层440典型地是通过注射模塑方法制成，即使压缩模制也可被使用。在注塑成型工艺过程中，注塑机的温度典型地设定在大约190°C到大约220°C的范围内。
[0064]但是，在该注射模塑方法前，第一以及第二高度中和的酸聚合物、它们的共混物、离子聚合物树脂，以及基于离子聚合物的母料应保持在一个耐水分的包封内，或应以干燥气体(典型地是空气)处理，以降低水分量。化合物内的水分会在产品中引起孔隙。用于高度中和的酸聚合物的干燥条件典型要求2至24小时的在约50°C的温度之下的干燥空气流。因为离子聚合物树脂不会吸收与高度中和的酸聚合物一样多的水分，离子聚合物树脂的干燥条件较不严苛，并且若基于离子聚合物的母料内的离子聚合物树脂的水分含量不会太高，可不需要干燥。高度中和的酸聚合物内大于2，OOOppm的水分量可能必需使用真空以及加热以自其移除水分。为了生产没有由水分导致的缺陷的产品，湿度水平应当不大于约1，OOOppm0
[0065]干燥后，若需要，高度中和的酸聚合物和基于离子聚合物的母料可于，例如，准备用于注射模塑以形成产品(在此典型是高尔夫球的内芯层)的一个挤出机内干式共混或混配。虽然混配产生一种更紧密混合物并且帮助确保产品均质性，但干式共混是足够的。然后，共混物在，例如，一种注射模塑方法中进一步加工，以形成一种产品，诸如，高尔夫球的
一个层。
[0066]可以将任何比例的组分共混。在一个实施例中，基于共混产物的重量,第一高度中和的酸聚合物的浓度范围是在约10重量％至约70重量％之间；以共混产物的重量为基准，第二高度中和的酸聚合物是以约10重量％至约70重量％存在；并且以共混产物的重量为基准，基于离子聚合物的母料的浓度是约I重量％与约30重量％之间。在另一个实施例中，这些高度中和的酸聚合物是以在约20重量％至约60重量％间的独立选择的浓度存在，并且基于离子聚合物的母料的浓度是在约10重量％与约25重量％之间。
[0067]在本发明的实施例中，合适的高度中和的酸聚合物包括但不限于HPF树脂，诸如，HPF1000、HPF2000、HPF AD1024、HPF AD1027、HPF AD1030、HPF AD1035、HPF AD1040，全部皆是由杜邦公司(Ε.1.Dupont de Nemours and Company)制造。在实施例中，内芯层440包含高度中和的酸聚合物的混合物以及可选择的添加剂、填充剂和/或熔体流改性剂。酸聚合物典型地是以一种合适的阳离子源(诸如，镁、钠、锌，或钾)中和至80%或更高，包含最高达100%。第一和第二高度中和的酸聚合物的阳离子源可以相同或不同。
[0068]母料包含一种离子聚合物树脂以及一种无机填充剂。本发明实施例中适用的离子聚合物树脂具有约48°C到约65°C之间的维卡软化温度，例如
沙林$)69丨0、沙林? 9910、沙林? 8920、沙林_? 7940、沙林? 8940、沙林? 894 丨、沙林? 6120、沙林? 8140、沙林? 8150、沙林? 9150、沙林? 8120、沙林? 9020、沙林? 6320、沙林? 9320、以及沙林? 9320W，或类似维卡软化温度的lotek? (产品可从埃克森美孚化工公司获得)。合适的无机填充剂包括但不限于氧化锌、二氧化钛、氧化锡、氧化钙、氧化镁、硫酸钡、硫酸锌、碳酸锌、碳酸钡，和金属粉末(诸如，钨粉、和钥粉)。其他适合的无机填充剂包括云母、滑石、粘土、硅石、硅酸铅等。
[0069]在本发明的实施例中，无机填充剂具有比第一和第二高度中和的酸聚合物以及离子聚合物树脂的比重更大的比重。典型地，填充剂的比重是大于第一、第二、以及第三比重的总和。典型地，母料的无机填充剂具有大于3g/cm3的密度，以于此层内赋予更大比重。
[0070]典型地，母料内的无机填充剂的重量分数是大于离子聚合物树脂的分数。在本发明的实施例中，离子聚合物树脂的重量分数可为该基于离子聚合物的母料的约10重量％至约45重量％。因此，无机填充剂的重量分数可为基于离子聚合物的母料的约90重量％至约55重量％。
[0071]为了增加内芯层440的颜色，母料可选择性地含有一种着色剂。典型地，着色剂包含小于基于离子聚合物的母料的约I重量％。
[0072]除填充剂外，其他添加剂可并入该共混物内。合适的添加剂和填充剂包含,例如，起泡剂和发泡剂、光学增亮剂、着色剂、荧光剂、增白剂、UV吸收剂、光稳定剂、消泡剂、加工助齐?、云母、滑石、纳米填充剂、抗氧化剂、稳定剂、软化剂、香料组分、增塑剂、冲击改性剂、酸共聚物蜡、表面活性剂，和再磨料，即，经研磨且回收的芯材料。这些其他添加剂可添加作为基于离子聚合物的母料的一部分，更典型地，是直接并入高度中和的酸聚合物内。
[0073]合适的熔体流改性剂包括例如脂肪酸及其盐、聚酰胺、聚酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚醚、聚脲、多元醇、以及它们的组合。
[0074]此处对于任何具体实施例所讨论的每种化合物可以与根据在此说明的任何另一种化合物的其他具体实施例相混合和匹配。此外，除非另有说明，任何化合物总体上可以与同一类型的其他化合物组合使用，使得任何在此所列包括它们的混合物。
[0075]在本发明实施例中，内芯层440的直径可于从约21mm至约28mm,或从约24mm至约28mm的范围内。
[0076]内芯层440典型地具有范围从约3_至约5_的压缩变形量值。在某些实施例中，内芯层440具有范围从约3mm至约4.5mm的压缩变形量值。再者，内芯层440于通过将内芯层440切半而获得的一个截面上的任何单一点处具有从45至55的表面肖氏D硬度，并且于此截面上任何两点间具有±6的肖氏D截面硬度差。该硬度条件确保高尔夫球将显示出稳定的性能。在某些实施例中，横截面上任何两点之间的硬度差在±3内。
[0077]外芯层320或430典型地是由热固性材料形成，典型地是通过将聚丁二烯橡胶组合物交联。当其他橡胶与聚丁二烯组合使用时，典型地，聚丁二烯作为主组分被包含。具体地，在整个基础橡胶中的聚丁二烯的比例典型地是等于或大于约50重量百分比，并且更典型地是等于或大于约80重量百分比。具有等于或大于约60摩尔百分比的顺式-1，4键的比例的聚丁二烯，以及进一步地具有等于或大于约80摩尔百分比的顺式-1，4键的比例的聚丁二烯是最典型的。
[0078]在某些实施例中，顺-1，4-聚丁二烯可以用作基础橡胶并且与其他成分混合。在某些实施例中，顺-1，4-聚丁二烯的量基于100重量份的橡胶化合物可以是至少50重量份。
[0079]可以向该基础橡胶中添加不同添加剂以形成一种化合物。这些添加剂可以包括一种交联剂和填充剂。在某些实施例中，交联剂可以是丙烯酸锌、丙烯酸镁、甲基丙烯酸锌、或甲基丙烯酸镁。在某些实施例中，丙烯酸锌可以提供有利的弹性特性。
[0080]填充剂可以用于增加橡胶化合物的比重。填充剂可以包括氧化锌、硫酸钡、碳酸钙或碳酸镁。在某些实施例中，由于氧化锌的有利特性，可以选择它。金属粉末，例如钨，可以替代地用作填充剂以实现所希望的比重。在某些实施例中，外芯层320或430的比重可为从约1.05至约1.45。在某些实施例中，外芯层320或430的比重可为从约1.05至约1.35。
[0081]在某些实施例中，可以使用用稀土元素催化剂合成的聚丁二烯。在某些实施例中，聚丁二烯反应中的稀土元素催化剂是典型的。通过使用这种聚丁二烯可以实现极好的高尔夫球弹性性能。稀土元素催化剂的实例包括镧系稀土元素化合物。其他催化剂可以包括一种有机铝化合物、铝氧烷(alumoxane )，和含卤素的化合物。镧系稀土元素化合物是典型的。通过使用基于镧系稀土元素的催化剂获得的聚丁二烯通常采用镧系稀土(原子序数57到71)化合物的组合，但是特别典型的是一种钕化合物。
[0082]在某些实施例中，聚丁二烯橡胶组合物可以包含至少从约0.5重量份至约5重量份的卤代有机硫化合物。在某些实施例中，聚丁二烯橡胶组合物可以包含至少从约I重量份至约4重量份的卤代有机硫化合物。卤化的有机硫化合物是选自下组，该组由以下各项组成:五氯苯硫酚、2-氯苯硫酚、3-氯苯硫酚、4-氯苯硫酚、2，3-氯苯硫酚、2，4-氯苯硫酚、3，4-氯苯硫酚、3，5-氯苯硫酚、2，3，4-氯苯硫酚、3，4，5-氯苯硫酚、2，3，4，5-四氯苯硫酚、2，3，5，6-四氯苯硫酚、五氟苯硫酚、2-氟苯硫酚、3-氟苯硫酚、4-氟苯硫酚、2，3-氟苯硫酚、2，4-氟苯硫酚、3，4-氟苯硫酚、3，5-氟苯硫酚、2，3，4-氟苯硫酚、3，4，5-氟苯硫酚、2，3，4，5-四氟苯硫酚、2，3，5，6-四氟苯硫酚、4-氯-四氟苯硫酚、五碘苯硫酚、2-碘苯硫酚、3-碘苯硫酚、4-碘苯硫酚、2，3-碘苯硫酚、2，4-碘苯硫酚、3，4-碘苯硫酚、3，5-碘苯硫酚、2，3，4-碘苯硫酚、3，4，5-碘苯硫酚、2，3，4，5-四碘苯硫酚、2，3，5，6-四碘苯硫酚、五溴苯硫酚、2-溴苯硫酚、3-溴苯硫酚、4-溴苯硫酚、2，3-溴苯硫酚、2，4-溴苯硫酚、
3,4-溴苯硫酹、3，5-溴苯硫酹、2，3, 4-溴苯硫酹、3，4, 5-溴苯硫酹、2，3, 4, 5-四溴苯硫酹、2，3，5，6-四溴苯硫酚、以及它们的锌盐和它们的其他金属盐、以及它们的混合物。
[0083]外芯层320或430典型地是通过压缩模塑制成。合适的硫化(vulcanization)条件包括在大约130°C到大约190°C之间的硫化温度和在大约5分钟到大约20分钟之间的硫化时间。为获得作为在此描述的高尔夫球的一个层(特别是外芯层320或430)的所希望的橡胶交联体，硫化温度优选是至少约140°C。
[0084]典型地，外芯层430具有从50至60的表面肖氏D硬度，并且外芯层430的表面硬度高于内芯层440的表面硬度。
[0085]当以上述方式通过硫化并且固化该橡胶组合物制造外芯层430时，可以有利地使用这样一种方法，其中将硫化步骤分为两个阶段:首先，将外芯层材料放置在形成外芯层的模具中并经受初始硫化，从而制造一对半硫化的半球形杯状物，之后，将一个预制的内芯层放置在其中一个半球形杯状物中，并且用另一个半球形杯状物覆盖，在其中实现完全程度的硫化。
[0086]置于这些半球形杯状物内的内芯层440的表面于置放前可被粗糙化，以增加内芯层440与外芯层430间的粘着性。在某些实施例中，在将内芯层440置于这些半球形杯状物内的前，可以将内芯层表面用粘着剂预涂覆，或以一种或多种化学品预处理，以增强高尔夫球的耐用性并且提供高回弹性。[0087]高尔夫球400的外覆盖层410典型地具有从约0.5mm至约2mm的厚度。在某些实施例中，本披露内容的外覆盖层310具有从约0.8mm至约2mm的厚度。在某些实施例中，外覆盖层410具有从约Imm至约1.7mm的厚度。
[0088]典型地，内覆盖层420可包含一种热塑性材料。内覆盖层的热塑性材料可包含离子聚合物树脂、高度中和的酸聚合物、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂，以及它们的组合中的至少一种。
[0089]某些实施例是针对一种4件式高尔夫球。在这些实施例中，内覆盖层420可包含与外覆盖层410相同的经交联的热塑性聚氨酯(在下面探讨)。在某些实施例中，内覆盖层包含一种与外覆盖层不同的未经交联的热塑性聚氨酯，而在某些实施例中，内覆盖层包含一种与外覆盖层完全不同类型的材料。在某些实施例中，内覆盖层420包含与外覆盖层410相同的材料。在某些实施例中，内覆盖(中间)层具有比外覆盖层的厚度更小的厚度。
[0090]在某些实施例中，外覆盖层410包含一个种经交联的TPU弹性体，该弹性体含有自烷基侧链部分形成的交联。该经交联的TPU弹性体是聚氨酯，是一种有机异氰酸酯与下列反应物的一种混合物的反应产物:
[0091](a) 一种具有2个伯羟基基团以及至少I个侧挂不饱和度的二醇，具有以下化学式:
[0092]
【权利要求】
1.一种高尔夫球，包含:一个包含一种共混物的内芯层，该共混物包含一种具有第一维卡软化温度和第一比重的第一高度中和的酸聚合物、一种具有第二维卡软化温度和第二比重的第二高度中和的酸聚合物、一种基于离子聚合物的包含一种添加剂和一种具有第三维卡软化温度的离子聚合物树脂的母料；一个基本上包封该内芯层的外芯层，该外芯层具有在约5mm与约9mm之间的厚度，并且包含聚丁二烯橡胶；以及一个基本上包封该外芯层的覆盖层；其中，在这些维卡软化温度之间的差的绝对值不超过约15°C并且在这些比重之间的差的绝对值不超过约0.015。
2.如权利要求1所述的高尔夫球，其中该离子聚合物树脂具有第三比重，并且该添加剂是一种具有的比重大于该第一、第二、和第三比重的填充剂。
3.如权利要求2所述的高尔夫球，其中该填充剂的比重是大于该第一、第二、和第三比重的总和。
4.如权利要求3所述的高尔夫球，其中该填充剂的比重是大于约3。
5.如权利要求1所述的高尔夫球，其中该添加剂是一种选自下组的填充剂，该组由以下各项组成:氧化锌、二氧化钛、氧化锡、氧化钙、氧化镁、硫酸钡、硫酸锌、碳酸锌、碳酸钡、钨粉、和钥粉、以及它们的共混物。
6.如权利要求1所述的高尔夫球，其中该基于离子聚合物的母料包含至少约55重量百分比的添加剂。
7.如权利要求1所述的高尔夫球，其中所述内芯层具有从21mm至28_的直径。
8.如权利要求1所述的高尔夫球，其中该第一维卡软化温度是在约48°C与约65°C之间，该第二维卡软化温度是在约48°C与约65°C之间，并且该第三维卡软化温度是在约48°C与约65°C之间。
9.如权利要求8所述的 高尔夫球，其中该第一维卡软化温度与该第二维卡软化温度之间的差的绝对值是小于约5°C。
10.如权利要求8所述的高尔夫球，其中该内芯层具有从约45至约55的表面肖氏D硬度。
11.如权利要求8所述的高尔夫球，其中该外芯层具有从约50至约60的、高于该内芯层的表面硬度的表面肖氏D硬度。
12.如权利要求1所述的高尔夫球，其中该内芯层在通过将该内芯层切成两半所获得的横截面上的任何单一点处具有从45至55的肖氏D横截面硬度，并且在该横截面上的任何两点之间具有在±6以内的肖氏D横截面硬度差。
13.如权利要求1所述的高尔夫球，其中该外芯层具有至少约0.8的恢复系数。
14.如权利要求1所述的高尔夫球，其中该覆盖层包含选自下组的热塑性材料，该组由以下各项组成:离子聚合物树脂、高度中和的酸聚合物、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、聚酯树月旨、以及它们的共混物。
15.如权利要求1所述的高尔夫球，进一步包含一个位于该外芯层与该覆盖层之间的中间层。
16.如权利要求15所述的高尔夫球，其中该中间层具有至少约60的表面肖氏D硬度，并且该覆盖层具有从约45至约60的表面肖氏D硬度。
17.如权利要求15所述的高尔夫球，其中所述中间层包含一种热塑性材料，该热塑性材料包含离子聚合物树脂、高度中和的酸聚合物、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、以及聚酯树脂中的至少一种。
18.如权利要求15所述的高尔夫球，其中所述覆盖层包含一种含有从烯丙醚侧基形成的交联键的交联的热塑性聚氨酯弹性体，并且所述交联的热塑性聚氨酯弹性体是一种从使一种有机异氰酸酯与以下反应物的一种混合物发生反应而形成的反应产物: (a)一种具有2个伯羟基基团以及至少I个侧挂不饱和度的二醇，具有以下化学式:
19.如权利要求18所述的高尔夫球，其中该不饱和二元醇是三羟甲基丙烷单烯丙基醚(TMPME)0
20.如权利要求18所述的高尔夫球，其中该外覆盖层具有少于1000psi的弯曲模量。
21.如权利要求1所述的高尔夫球，其中该覆盖层包含一个基本上包封该外芯层的内覆盖层以及一个基本上包封该内覆盖层的外覆盖层。
22.如权利要求21所述的高尔夫球，其中该内覆盖层具有至少约60的表面肖氏D硬度，并且该外覆盖层具有从约45至约60的表面肖氏D硬度。
23.如权利要求21所述的高尔夫球，其中该内覆盖层包含一种热塑性材料，该热塑性材料包含离子聚合物树脂、高度中和的酸聚合物、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、以及聚酯树脂中的至少一种。
24.如权利要求21所述的高尔夫球，其中该外覆盖层包含一种交联的热塑性聚氨酯弹性体，该交联的热塑性聚氨酯弹性体含有从烯丙醚侧基形成的交联键，并且所述交联的热塑性聚氨酯弹性体是一种从使一种有机异氰酸酯与以下反应物的一种混合物发生反应而形成的反应产物: (a) 一种具有2个伯羟基基团以及至少I个侧挂不饱和度的二醇，具有以下化学式:
25.如权利要求24所述的高尔夫球，其中该不饱和二元醇是三羟甲基丙烷单烯丙基醚(TMPME)0
26.如权利要求24所述的高尔夫球，其中该外覆盖层具有小于1000psi的弯曲模量。
【文档编号】A63B37/06GK103702724SQ201280036224
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年7月13日 优先权日:2011年7月29日
【发明者】石井秀幸, 市川八州史, 周建新, 刘振泰, 阿瑟·莫利纳里 申请人:耐克国际有限公司