专利名称：具有复合层状结构的高尔夫杆头构件及其制造方法
技术领域：
本发明关于一种具有复合层状结构的高尔夫杆头构件及其制造方法，特别是关于一种提升结构强度及降低成本的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件及其制造方法。
背景技术：
一般而言，现有高尔夫杆头通常将金属材料通过铸造、锻造或其他机械加工方式加工制成至少一杆头构件(例如打击面板或杆头本体)，虽然该金属制的杆头构件具有结构强度佳等优点，但由于金属材料比重较高，不易降低杆头的重心，因此无法使杆头击球时的出球角度提高。是以，另一种现有高尔夫杆头逐渐发展来克服上述问题，其主要利用比重相对低于金属材料的纤维预浸材料来取代金属制的杆头本体的特定部位(例如顶部)，借此达到降低杆头重心的目的；然而，由于纤维预浸材料具有成本高且无法成型较为复杂的形状等诸多缺点，导致于杆头构件制造上，仍有其使用的限制。有鉴于此，请参照图1所示，揭示一种现有高尔夫杆头9，该现有高尔夫杆头9选择利用塑料材料来取代金属制的杆头本体或该杆头本体的特定部位，其包含一杆头本体91 及一轻质盖板92，该杆头本体91具有一打击面板911、一套颈912及一凹穴913 ；该打击面板911形成于该杆头本体91的正面，用以打击高尔夫球；该套颈912形成于该杆头本体91 顶面的一侧，用以结合高尔夫杆体；该凹穴913选择形成于该杆头本体91的顶面，且位于该套颈912的一侧。该凹穴913设有一开口 914，该开口 914的内周缘设有一阶梯部915。该轻质盖板92对应设置于该凹穴913，且抵靠于该阶梯部915。借助塑料材料价格较为低廉且比重相对小于金属材料及纤维预浸材料，故除了可有效降低制造成本之外，更可有效减轻高尔夫杆头整体的重量，进而可达到轻量化的目的，并有利于调整高尔夫杆头整体的重心位置。然而，由于金属材料杆头所形成的凹穴913及塑料材料制成的轻质盖板92之间的结合相容性低落，导致该杆头本体91及轻质盖板92之间的结合强度不佳，故容易在长时间使用后造成该轻质盖板92松脱晃动的情形发生，进而相对影响高尔夫杆头的使用寿命。另一方面，当该打击面板911在瞬间承受击球应力而产生向后挠曲变形时，同时压迫该轻质盖板92产生变形，由于塑料材料的结构强度不佳，在长期承受该打击面板911 所传递的击球压力后，容易造成该轻质盖板92变形或破裂而毁损，进而大幅缩短该高尔夫杆头构件9的使用寿命。基于上述原因，其确实有必要进一步改良上述现有高尔夫杆头构件9。
发明内容
本发明提供一种具有复合层状结构的高尔夫杆头构件及其制造方法，主要能够有利于调整高尔夫杆头的重心，同时提升整体的结构强度，有效达到延长高尔夫杆头的使用寿命，为本发明的目的。
本发明提供一种具有复合层状结构的高尔夫杆头构件及其制造方法，能够提升高尔夫杆头构件之间的结合可靠度，为本发明的另一目的。为达到前述发明目的，本发明所运用的技术手段有一种具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法，包含(1)将热塑性工程塑料加工成型为塑料初胚；( 在该塑料初胚的表面形成粘着层；C3)贴附纤维预浸布于该粘着层，使该粘着层位于该塑料初胚及纤维预浸布之间；及(4)加热烘烤该塑料初胚、粘着层及纤维预浸布，直到该纤维预浸布固化成型。一种具有复合层状结构的高尔夫杆头构件，包含一个塑料层，具有一个结合面； 一个粘着层，设置于该塑料层的结合面；及一个强化层，由纤维预浸布制成，该强化层设置于该粘着层的一个表面，且该粘着层位于该塑料层及强化层之间。本发明的有益效果在于借助高结构强度的纤维预浸布所制成的强化层，来支撑定型该塑料层，以共同形成具有复合层状结构的高尔夫杆头构件，除了可使高尔夫杆头构件的厚度及重量恒维持于较佳的范围内，有利于调整杆头重心的外，更可有效提升高尔夫杆头构件的整体结构强度，大幅延长其使用寿命。
图1 现有高尔夫杆头结构的示意图。图2 本发明的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法的流程示意图。图3 本发明第一实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法的塑料成型步骤示意图。图4 本发明第一实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法的上胶步骤示意图。图5 本发明第一实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法的纤维预浸布成型步骤示意图。图6 本发明第一实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件结合于打击面板的剖视示意图。图7 第二实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法的塑料成型步骤示意图。图8 第二实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法的上胶步骤示意图。图9 第二实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法的纤维预浸布成型步骤示意图。图10 第二实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的组合剖视图。图11 第二实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的上视图。图12 第二实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件结合于杆头本体的剖视示意图。主要元件符号说明l、la塑料层11顶盖部 12侧壁部 13后底板部14结合面 Ila肋条 1 结合面 2、加粘着层
3强化层4连接层 7杆头本体 71开ロ8打击面板9现有高尔夫杆头构件91杆头本体911打击面板912套颈 913凹穴914开ロ915阶梯部92轻质盖板
具体实施例方式为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较 佳实施例，并配合附图，作详细说明如下请參照图2所示，本发明第一实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制 造方法可应用于木杆型、铁杆型或推杆型等各种现有高尔夫杆头构件，本实施例选择为木 杆型杆头作为实施形态说明，其包含ー塑料成型步骤Si、一上胶步骤S2、一纤维预浸布成 型步骤S3及ー烘烤步骤S4。请參照图2及3所示，本发明第一实施例的塑料成型步骤Sl预先将热塑性工程 塑料(Thermoplastic)加工成型为具有预定形状的塑料初胚1。更详言之，该热塑性工程 塑料较佳可选择为聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide Ether, PPS)、聚酰胺(Polyamide， PA)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide，PEI)、聚醚醚酮(Polyrther Ether Ketone, PEEK)或聚 醚(Polyether Sulfone,PES)等各种现有塑料材料，并可选择性的添加短纤(例如玻璃纤 維、碳纤维及金属纤维等)或长纤，以增加该塑料初胚1的结构强度；其中本实施例选择以 聚苯硫醚作为实施形态说明，该塑料成型步骤Sl分为ニ阶段，第一阶段预先将聚苯硫醚加 热至其自身的熔点以上，由于聚苯硫醚的熔点大约为280°C，故本实施例选择将聚苯硫醚加 热至280°C以上，使聚苯硫醚转变成熔融态；第二阶段选择利用射出成型方式将熔融态的 聚苯硫醚注入ー模具的模穴中，待熔融态的聚苯硫醚冷却固化后即形成该塑料初胚1，惟本 发明的成型方式并不以此为限，也可选择为押出成型或拉伸成型等方式。其中，本实施例的 塑料初胚1直接成型为ー杆头本体的预定形状，其具有一顶盖部11、一侧壁部12及一后底 板部13，且该塑料初胚1的剖视形状如图3所示概呈“U”字型，且该“U”字型结构的开ロ处 可供对应结合一打击面板8 (如图6所示)，以供打击一高尔夫球。请參照图2及4所示，本发明第一实施例的上胶步骤S2于该塑料初胚1的表面形 成粘着层2。更详言之，该上胶步骤S2较佳选择将环氧树酯(epoxy resin)、压克カ树酷、 聚氨基甲酸酯(PU)、氯平橡胶或合成弹性树酯等适当的粘着剂涂覆于该塑料初胚1的ー结 合面14上，该结合面14即为该塑料初胚1的内壁面(如图4所示)，以形成该粘着层2。请參照图2及5所示，本发明第一实施例的纤维预浸布成型步骤S3将纤维预浸布 贴附于该粘着层2的表面，以形成一强化层3，使该粘着层2位于该塑料初胚1及强化层3 之间。更详言之，该纤维预浸布较佳可选择为热固性纤维预浸布，例如碳纤维预浸布或玻 璃纤维预浸布，且可为单向纤维预浸布或编织纤维预浸布；本实施例选择将单向的碳纤维 预浸布贴附于该粘着层2作为实施形态说明，且该纤维预浸布的纤维方向较佳朝向该“U” 字型结构的开ロ处，以便増加高尔夫杆头构件在击球方向的结构强度。请參照图2及6所示，本发明第一实施例的烘烤步骤S4加热烘烤该塑料初胚1、粘 着层2及强化层3，直到该强化层3固化成型。更详言之，本发明较佳选择预先利用ー夹具 固定该塑料初胚1、粘着层2及强化层3后再进行加热烘烤，且加热烘烤的温度必须控制在该塑料层1的熔点以下，其中本实施例的烘烤温度较佳选择介于130 150°C，且加热烘烤时间较佳选择持续10 60分钟，借此即可获得具有复合层状结构的高尔夫杆头构件。请再参照图6所示，借助本发明第一实施例上述各步骤制作而成的高尔夫杆头构件的复合层状结构包含由该塑料初胚1所构成的一塑料层1，并于该塑料层1的结合面14 向内依序叠设有该粘着层2及强化层3。其中，该塑料层1的弹性模数E较佳介于10 40GPa,而该强化层3的弹性模数E较佳则介于50 90GPa，借助该强化层3的弹性模数E 大于该塑料层1的弹性模数E的设计，以提供该塑料层1较佳的支撑定型效果，进而可相对提升高尔夫杆头构件的整体结构强度。又，该塑料层1厚度较佳选择为该强化层3厚度的 1.5 6倍，其中最佳为1.5 3倍，以便使断面模数中性轴(neutral axis)能够落在该粘着层2的范围内，借此在承受击球压力时，该复合层状结构仍可稳固相互结合，有效防止该塑料层1及强化层3产生相对滑动位移，以提升复合层状结构之间的结合可靠度。本发明的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件及其制造方法，借助将高结构强度的纤维预浸布通过该粘着层2贴附于该塑料初胚1的结合面14上，以共同形成具有复合层状结构的高尔夫杆头构件，该纤维预浸布制的强化层3可有效支撑定型由工程塑料制的塑料层1，如此，本发明除了可使高尔夫杆头构件的厚度及重量得以恒维持于较佳的范围内， 有利于调整杆头重心之外，更可大幅提升高尔夫杆头构件的整体结构强度，有效避免高尔夫杆头构件在长期承受击球压力后产生变形而毁损，进而可达到延长高尔夫杆头构件的使用寿命的功效。请参照图2及7至12所示，其揭示本发明第二实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法，相较于第一实施例，第二实施例主要制造高尔夫杆头构件的一顶盖作为实施形态说明，但也可用来制造高尔夫杆头构件的底板或侧盖等，该制造方法同样包含该塑料成型步骤Si、上胶步骤S2、纤维预浸布成型步骤S3及烘烤步骤S4。更详言之，请先参照图7所示，本发明第二实施例的塑料成型步骤Sl中所获得的一塑料初胚Ia选择为高尔夫杆头本体的顶盖的预定形状，且该塑料初胚Ia较佳同时成型有至少一肋条Ila ；其中，本实施例的至少一肋条Ila的数量选择为二个做为实施形态说明，且该二肋条Ila较佳选择分别位于该塑料初胚Ia的一结合面12a的相对二侧(如图7 所示该塑料初胚Ia底面的相对二侧)，以便进一步强化该塑料初胚Ia的结构强度，但该肋条Ila的数量及位置并不以此为限。请参照图2及8所示，其揭示本发明第二实施例的上胶步骤S2，相较于第一实施例，第二实施例除了于该塑料初胚Ia的结合面1 形成该粘着层2之外，更进一步于该塑料初胚Ia的外周缘形成另一粘着层2a，且该粘着层加可选择与该粘着层2相同的材料制成。请参照图2及9所示，其揭示本发明第二实施例的纤维预浸布成型步骤S3，相较于第一实施例，第二实施例除了形成该强化层3之外，更进一步于该粘着层加的外周缘形成由该纤维预浸布制成的一连接层4。更详言之，本实施例的纤维预浸布成型步骤S3分为二阶段，第一阶段如该第一实施例所述，于该粘着层2的底面形成由单向的碳纤维预浸布所制成的强化层3，且该强化层3介于该二肋条Ila之间；第二阶段将数个呈镂空状的纤维预浸布依序堆叠于该粘着层加的外周缘，使各该镂空状的纤维预浸布的内周缘分别与该粘着层加的外表面相贴接。其中，该第二阶段可选择实施于该第一阶段之前或之后，该第二阶段的实施时间点并不受本实施例所局限。请参照图2、10及11所示，本发明第二实施例的烘烤步骤S4如第一实施例所述， 较佳也可选择预先利用夹具将上述结构加以固定后再进行加热烘烤，直到该强化层3及连接层4固化成型。请参照图11及12所示，借助本发明第二实施例上述各步骤制作而成的高尔夫杆头构件的复合层状结构，可供对应结合于一杆头本体7顶面的开口 71内，且该杆头本体7 较佳选择由比重相对大于该塑料层Ia的金属或合金材料(例如碳钢、不锈钢、铁锰铝合金及钛合金等)以铸造等机械加工方式制成。本实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件包含由该塑料初胚Ia所构成的一塑料层la，并于该塑料层Ia的结合面12a向下依序叠设有该粘着层2及强化层3，以及于该塑料层Ia的外周缘向外依序叠设有该粘着层加及连接层4。其中，该塑料层Ia中央的厚度较佳选择大于其两侧的厚度，且该塑料层Ia整体的厚度较佳介于0. 4mm 1. 3mm之间。本发明第二实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件及其制造方法，除了与第一实施例所述具有相同的作用与效果外，更由于纤维预浸布制成的连接层4与金属材料所形成的开口 71之间的结合相容性高，使该复合层状结构的杆头构件得以稳固定位于该开口 71内，使得本发明具有达到提升杆头构件与杆头本体之间的结合可靠度，并可相对延长高尔夫杆头的使用寿命。请再参照图2及9所示，其揭示本发明第三实施例的纤维预浸布成型步骤S3，相较于第二实施例，第三实施例的纤维预浸布成型步骤S3的第二阶段选择预先将数个呈镂空状的纤维预浸布相互堆叠形成具有该预定厚度后，进行热压成型获得一纤维预浸布初胚， 使该镂空状的纤维预浸布初胚所围绕形成的凹穴对应于该塑料初胚Ia的外形轮廓后，再将具有该粘着层加的塑料初胚Ia对应置入该凹穴内。如上所述，本发明第三实施例的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法，可制作如第二实施例所述的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件，使得本实施例与第二实施例所述具有相同的作用与效果。但该纤维预浸布成型步骤S3并不限于本发明仅为该成型方式者，其他可达到于该粘着层加的外周缘形成由纤维预浸布制成的连接层4，仍应涵盖于本发明的实施范围。
权利要求
1.一种具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于包含步骤(1)将热塑性工程塑料加工成型为塑料初胚；(2)在该塑料初胚的表面形成粘着层；(3)贴附纤维预浸布于该粘着层，使该粘着层位于该塑料初胚及纤维预浸布之间；及(4)加热烘烤该塑料初胚、粘着层及纤维预浸布，直到该纤维预浸布固化成型。
2.依权利要求1所述的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于，该步骤( 分别在该塑料初胚的一个结合面及外周缘形成该粘着层。
3.依权利要求2所述的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于，该步骤(3)于该结合面上的粘着层贴附该纤维预浸布，并同时借助该纤维预浸布形成连接层于该塑料初胚外周缘的粘着层。
4.依权利要求3所述的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于，于该塑料初胚外周缘的粘着层形成该连接层时，将数个呈镂空状的纤维预浸布依序堆叠于该粘着层的外周缘，使各该镂空状的纤维预浸布的内周缘分别与该粘着层外周缘相贴接。
5.依权利要求3所述的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于，于该塑料初胚外周缘的粘着层形成该连接层时，预先将数个呈镂空状的纤维预浸布相互堆叠并热压成型为一个纤维预浸布初胚，该纤维预浸布初胚对应该塑料初胚的外形轮廓形成有一个凹穴，接着将该塑料初胚对应置入该凹穴内，使该纤维预浸布初胚的内周缘分别与该粘着层的外周缘相贴接。
6.依权利要求1所述的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于，该步骤(1)利用该热塑性工程塑料加工成型的塑料初胚为杆头本体、顶盖、侧盖或底板。
7.依权利要求1所述的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于，该纤维预浸布为碳纤维预浸布或玻璃纤维预浸布。
8.依权利要求1所述的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于，该热塑性工程塑料为聚苯硫醚、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮或聚醚。
9.依权利要求1所述的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于， 该步骤(4)将该塑料层、粘着层及纤维预浸布加热至130 150°C，且持温10 60分钟。
10.一种具有复合层状结构的高尔夫杆头构件，其特征在于包含一个塑料层，具有一个结合面；一个粘着层，设置于该塑料层的结合面；及一个强化层，由纤维预浸布制成，该强化层设置于该粘着层的一个表面，且该粘着层位于该塑料层及强化层之间。
11.依权利要求10所述的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件，其特征在于，另包含连接层，该连接层由纤维预浸布制成，其设置于该塑料层的外周缘。
12.依权利要求10所述的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件，其特征在于，该塑料层的弹性模数介于10 40GPa，而该强化层的弹性模数则介于50 90GPa。
13.依权利要求12所述的具有复合层状结构的高尔夫杆头构件，其特征在于，该塑料层厚度为该强化层厚度的1. 5 6倍。
全文摘要
一种具有复合层状结构的高尔夫杆头构件的制造方法，其步骤包含将热塑性工程塑料加工成型为塑料初胚；在该塑料初胚的表面形成粘着层；贴附纤维预浸布于该粘着层，使该粘着层位于该塑料初胚及纤维预浸布之间；及加热烘烤该塑料初胚、粘着层及纤维预浸布，直到该纤维预浸布固化成型。借助上述步骤制作而成的高尔夫杆头构件的复合层状结构包含由该塑料初胚所构成的塑料层，并于该塑料层的表面依序叠设有该粘着层及由纤维预浸布制成的强化层，有效增加高尔夫杆头构件的整体结构强度，并可提升其使用寿命。
文档编号B29C70/28GK102343676SQ20101023999
公开日2012年2月8日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者利建良, 林俊男, 黄荣明 申请人:复盛应用科技股份有限公司