具有包含含金屬和熱塑性組合物的雙層的芯的高爾夫球的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了含有雙芯結(jié)構(gòu)的多層高爾夫球。該芯結(jié)構(gòu)包括，其包含金屬材料例如銅、鋼、黃銅、鎢、鈦、鋁、及其合金，并且具有相對高的比重的內(nèi)芯（中心）。一種包圍的外芯層位于該內(nèi)芯周圍，并且具有相對低的比重。該外芯層優(yōu)選是由熱塑性組合物形成，優(yōu)選是乙烯酸共聚物離聚物樹脂。該芯結(jié)構(gòu)可以具有不同的硬度梯度。所形成的球具有高回彈性和良好的旋轉(zhuǎn)控制。
【專利說明】具有包含含金屬和熱塑性組合物的雙層的芯的高爾夫球
[0001]發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明通常涉及多層高爾夫球，其具有至少兩層的實心芯和至少一層的覆層。在一種優(yōu)選的實施方案中，該球包含雙層的芯，其具有含有金屬材料的小的重的內(nèi)芯(中心)。外芯層位于該內(nèi)芯周圍。該外芯層包含熱塑性材料例如高度中和的乙烯酸共聚物。該芯層具有不同的硬度梯度和比重值來提供具有高回彈性和旋轉(zhuǎn)控制性能的最終的球。
[0003]相關(guān)領(lǐng)域簡述
[0004]多層實心高爾夫球今天被職業(yè)和業(yè)余高爾夫球手二者所使用。通常該高爾夫球包含被覆層保護的實心內(nèi)芯。所述芯是高爾夫球回彈性的主要來源，并且經(jīng)常被稱作球的“發(fā)動機”。高爾夫球(或者高爾夫球組分例如芯)的回彈性或者復原系數(shù)(“C0R”)表示當球從空氣炮發(fā)射到硬板上時，球的回彈速度與它的初始進入速度之比。高爾夫球的COR被寫作0-1之間的小數(shù)值。高爾夫球在不同的初始速度會具有不同的COR值。美國高爾夫協(xié)會(USGA)設(shè)定了球的初始速度的限度，這樣高爾夫球制造商的一個目標是使得這些條件下的COR最大。具有高回彈速度的球(或芯)具有相對高的COR值。這樣的高爾夫球回彈更快，用球桿擊打時保持了更大的總能量，和具有比較低COR值的球更長的飛行距離。這些性能對于長距離投射特別重要的。例如具有高回彈性和COR值的球當被擊打桿從球座上擊打時，傾向于飛行遠的距離。球的旋轉(zhuǎn)速率也是一個重要性能。具有相對高的旋轉(zhuǎn)速率的球?qū)τ谟设F和楔形桿產(chǎn)生的相對短距離發(fā)射來說是特別令人期望的。職業(yè)和高水平業(yè)余高爾夫球手能夠更容易的在這樣的球上施加逆轉(zhuǎn)。通過在球上施加正確量的旋轉(zhuǎn)和接觸，高爾夫球手能夠更好的控制發(fā)射精度和位置。這對于綠色植物附近的接近發(fā)射是特別重要的，并且有助于改進得分性能。
[0005]通常，今天使用的高爾夫球具有單層的或者多層的芯。通常，該芯層是由高回彈性的天然或合成橡膠材料如苯乙烯丁二烯、聚丁二烯、聚(順式異戊二烯)或者聚(反式異戊二烯)或者其他聚合物材料如高度中和的乙烯酸共聚物(HNP)制成。該覆層可以是單或者多層的，并且由耐久性材料例如諸如HNP、聚酰胺、聚酯、聚氨酯或聚脲制成。高爾夫球制造商使用不同的結(jié)構(gòu)(例如3層、4層和5層球)來賦予該球特殊性能和特征。
[0006]許多年來，高爾夫球制造商一直著眼于調(diào)整高爾夫球多層中的密度或者比重來控制它的旋轉(zhuǎn)速率。通常高爾夫球的總重量必須符合美國高爾夫協(xié)會(“USGA”)設(shè)定的重量限度。雖然高爾夫球的總重量是有要求的，但是球內(nèi)的重量分布可以變化。朝著球中心或者朝著球外表面重新分配高爾夫球的重量或質(zhì)量改變了它的飛行和旋轉(zhuǎn)性能。
[0007]例如該重量可以朝著球中心轉(zhuǎn)移來提高旋轉(zhuǎn)速率，如Yamada的美國專利4625964中所述。在該，964專利中，芯組合物優(yōu)選包含100重量份的聚丁二烯橡膠；10-50重量份的丙烯酸鋅或甲基丙烯酸鋅；10_150重量份的氧化鋅；和1-5重量份的作為交聯(lián)劑或者固化劑的過氧化物。內(nèi)芯的比重是至少1.50，目的是使得球的旋轉(zhuǎn)速率與卷繞的球相當。該球進一步包括覆層，位于芯和覆層之間的中間層，其中該中間層的比重低于芯。[0008]Chikaraishi等人的美國專利5048838公開了一種含有兩層實心芯和一個覆層的二層聞爾夫球。該內(nèi)芯的直徑是15_25mm,重量是2_14g,比重是1.2-4.0和硬度是55-80JISC。該外芯層的比重比內(nèi)芯的比重小0.1-3.0。小于內(nèi)芯的比重。該內(nèi)和外芯層是由橡膠組合物形成的。
[0009]Gentiluomo的美國專利5104126公開了一種三層球，其具有由鋼、鉛、黃銅、鋅、銅制成的致密內(nèi)芯以及填充的彈性體，其中該芯的比重是至少1.25。該內(nèi)芯被低密度復合泡沫塑料組合物包封，并且該芯結(jié)構(gòu)被離聚物覆層包封。
[0010]Yabuki等人的美國專利5482285公開了一種三層高爾夫球，具有用離聚物覆層包封的內(nèi)芯和外芯。降低該外芯的比重，以使得它下降0.2-1.0。調(diào)整內(nèi)芯的比重，以使得內(nèi)/外芯的總重量落入32.0-39.0g的范圍內(nèi)。
[0011]Nesbitt和Binette的美國專利6277934公開了一種非纏繞的多層高爾夫球，其含有比重大約1.5-大約19.4的球形金屬芯部件；和位于所述的球形金屬芯部件周圍的外芯層，其中該芯層的比重小于1.2。該金屬芯優(yōu)選包含選自下面的金屬:鋼，鈦，黃銅，鉛，鎢，鑰，銅，鎳，鐵及其組合。含有金屬粉末的聚丁二烯橡膠組合物可以用于形成該芯。該芯組件優(yōu)選的復原系數(shù)是至少0.730。
[0012]Sullivan的美國專利6494795公開了一種高爾夫球，其包含裝入包圍該內(nèi)芯的第一覆蓋物內(nèi)的比重大于1.8的內(nèi)芯。一部分的該第一覆蓋物包含比重小于0.9的低比重層。該芯可以由裝入聚合物粘合劑中的高密度金屬或金屬粉末制成?？梢允褂酶呙芏冉饘倮玟?，鎢，鉛，黃銅，青銅，銅，鎳，鑰或者合金。包圍該內(nèi)芯的覆蓋物層可以由熱固性或者熱塑性材料例如環(huán)氧、氨基甲酸酯、聚酯、聚氨酯或者聚脲制成。
[0013]Sullivan的美國專利6692380公開了一種高爾夫球，其包含比重至少3，直徑大約
0.40-大約0.60英寸的內(nèi)芯，并且該內(nèi)芯優(yōu)選包含聚氨酯、聚脲或者其混合物的聚合物基質(zhì)。該外芯可以由聚丁二烯橡膠制成。該組合物的比重可以通過加入填料如金屬粉末、金屬合金粉末、金屬氧化物、金屬硬脂酸鹽、微粒和碳質(zhì)材料來調(diào)整。
[0014]Morgan和Jones的美國專利6986717公開了一種高爾夫球，其含有包封在軟的和回彈性殼中的高比重中心球，其優(yōu)選由聚丁二烯橡膠形成。這個殼隨后用優(yōu)選是彈性的線纏繞來形成纏繞的芯。該纏繞的芯然后用覆層材料如樹膠、古塔膠、離聚物或離聚物混合物、聚氨酯、聚脲基組合物和環(huán)氧-氨基甲酸酯基組合物覆蓋。該球是由金屬粉末和熱固性或者熱塑性粘合劑材料形成的。可以使用金屬如鎢，鋼，黃銅，鈦，鉛，鋅，銅，鉍，鎳，鑰，鐵，青銅，鈷，銀，鉬和金。優(yōu)選該金屬球的比重是至少6.0和直徑小于0.5英寸。
[0015]雖然一些常規(guī)多層化的芯結(jié)構(gòu)通常能夠有效提供高回彈性高爾夫球，但是仍然持續(xù)需要高爾夫球中改進的芯結(jié)構(gòu)。具體的，令人期望的是具有選擇性比重和質(zhì)量密度的多層化的芯結(jié)構(gòu)，來提供具有良好的飛行距離以及旋轉(zhuǎn)控制的球。本發(fā)明提供了具有這樣的性能以及其他有利特征和益處的芯結(jié)構(gòu)和高爾夫球。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明提供多層(piece)高爾夫球，其包含具有至少一層的實心(solid)芯和具有至少一層的覆層。該高爾夫球可以具有不同的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供多層高爾夫球，其包含具有至少一層的實心芯和具有至少一層的覆層。該高爾夫球可以具有不同的結(jié)構(gòu)。例如在一種實施方案中，該高爾夫球包含:i)包含金屬材料的內(nèi)芯(中心)，該內(nèi)芯具有大約
0.100-大約1.100英寸的直徑和外表面硬度(H巾心_)和中心硬度(H巾心材料)，其中H中心表B大于11+心_4來使得該內(nèi)芯具有正硬度梯度；和ii)包含熱塑性材料例如乙烯酸共聚物離聚物的外芯層，并且該外芯層具有大約0.200-大約1.200英寸的厚度和40-85邵氏D的外表面硬度(H外芯的外_)和42-87邵氏D的內(nèi)表面硬度(H外芯的內(nèi)表面)，其中(H外芯的外表面)等于或小于來使得該外芯具有零或者負硬度梯度；內(nèi)芯比重(SG。大于外芯比重(SG,);和內(nèi)芯層的直徑小于該外芯層的厚度。在一種方案中，該內(nèi)芯的正硬度梯度是大約3-大約20邵氏D單位。在另一種方案中，該外芯的零或者負硬度梯度是大約O-大約負15邵氏D單位。同樣在一個例子中，該多層的芯比重是1.10-5.75g/cc。
[0017]該內(nèi)芯可以包含金屬例如銅、鋼、黃銅、鎢、鋁、鎂、鑰、鈷、鎳、鐵、錫、青銅、銀、金和鉬及其合金和組合。在一種方案中，該內(nèi)芯的直徑是大約0.100-大約0.500英寸，比重是大約1.60-大約6.25g/cc，和中心硬度(H巾心材料)是大約44-大約74邵氏D。在另一種方案中，該內(nèi)芯的直徑是大約0.30-大約0.80英寸和比重是大約1.80-大約5.0Og/cc。該外芯可以由熱塑性材料例如乙烯酸共聚物離聚物，聚酯，聚酰胺，聚氨酯和聚脲形成。例如該乙烯酸共聚物可以包含酸基團，以使得70%或更小的酸基團被中和。在另一例子中，大于70%和更具體的大于90%的酸基團被中和。該酸基團可以用金屬陽離子鹽例如鋅、鈉、鋰、鉀、鈣、鎂、鎳、錳、銅、鈦和鋁中和。合適的乙烯酸共聚物包括例如乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸正丁酯；乙烯/ (甲基)丙烯酸/丙烯酸乙酯；乙烯/ (甲基)丙烯酸/丙烯酸甲酯；乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸正丁酯；和乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸異丁酯。在一種方案中，該外芯的厚度是大約0.250-大約0.750英寸，比重是大約0.60-大約4.lOg/cc，和外表面硬度(H外芯__)是大約40-大約70邵氏D。
[0018]同樣，該高爾夫球可以具有多種覆層結(jié)構(gòu)。例如該覆層可以是厚度大約0.15-大約0.090英寸的單層，并且由熱塑性或者熱固性組合物形成。在另外一種實施方案中，該覆層包括內(nèi)和外覆層。外覆層的表面硬度可以硬于或軟于內(nèi)層的表面硬度。
[0019]在另一種方案中，該高爾夫球包含多層的芯，其包含具有正硬度梯度的含金屬的內(nèi)芯和具有正硬度梯度的熱塑性外芯層?？蛇x擇的，在另一種方案中，該高爾夫球可以包含多層的芯，其包含具有零或者負硬度梯度的含金屬的內(nèi)芯和具有零或者負硬度梯度的熱塑性外芯層。在仍然的另外一種方案中，該高爾夫球可以包含多層的芯，其包含具有零或者負硬度梯度的含金屬的內(nèi)芯和具有正硬度梯度的熱塑性外芯層。在這些例子的每個中，內(nèi)芯比重優(yōu)選大于外芯層比重。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 本發(fā)明特有的新穎特征在附加的權(quán)利要求中闡明。但是本發(fā)明優(yōu)選的實施方案以及進一步的目標和相關(guān)優(yōu)點通過結(jié)合附圖，并且參考下面的詳細說明而能最好的理解，在其中:
[0021]圖1是具有根據(jù)本發(fā)明制成的雙層的芯的三層高爾夫球的橫截面圖；和
[0022]圖2是具有根據(jù)本發(fā)明制成的雙層的芯的四層高爾夫球的橫截面圖。
【具體實施方式】[0023]高爾夫球結(jié)構(gòu)
[0024]具有不同結(jié)構(gòu)的高爾夫球可以根據(jù)本發(fā)明來制造。例如可以制造具有帶有單或者多層的覆層材料的3層、4層和5層結(jié)構(gòu)的高爾夫球。作為此處使用的，術(shù)語“層”通常表示高爾夫球的任何球形部分。更具體的，在一種方案中，制造了具有雙芯和覆層的3層高爾夫球。該雙芯包括內(nèi)芯(中心)和包圍的外芯層。在另一種方案中，制造了包含雙芯和雙覆層(內(nèi)覆層和外覆層)的4層高爾夫球。在仍然的另外一種結(jié)構(gòu)中，可以制造具有多層的芯、中間(包裝)層和覆層的4層或者5層高爾夫球。作為此處使用的，術(shù)語“中間層”表示位于芯和覆層之間的球的層。該中間層也可以表示包裝或者覆蓋物層。不同層的直徑和厚度以及性能例如硬度和壓縮性會根據(jù)高爾夫球的結(jié)構(gòu)和期望的運動性能而變化。
[0025]參見圖1，一種方案的高爾夫球可以根據(jù)本發(fā)明來制造，其通常表示為(12)。球
(12)包含被單層的覆層(16)包圍的多層的芯(14)，該多層的芯具有內(nèi)芯(中心)(14a)和外芯層(14b)。內(nèi)芯(14a)的體積相對較小，并且通常直徑是大約0.10-大約1.10英寸。更具體的，內(nèi)芯(14a)優(yōu)選的直徑尺寸下限是大約0.15或者0.25或者0.35或者0.45或者
0.55英寸和上限是大約0.60或者0.70或者0.80或者0.90英寸。在一種優(yōu)選的方案中，內(nèi)芯(14a)的直徑是大約0.025-大約0.080英寸，更優(yōu)選大約0.030-大約0.075英寸。其中外芯層(14b)通常的厚度是大約0.010-大約0.250英寸和優(yōu)選下限是0.010或者0.020或者0.025或者0.030英寸和上限是0.070或者0.080或者0.100或者0.200英寸。在一種優(yōu)選的方案中，該外芯層的厚度是大約0.040-大約0.170英寸，更優(yōu)選大約0.060-大約0.150英寸。參見圖2，在另一種方案中，高爾夫球(18)包含雙芯(20)，其具有內(nèi)芯(中心)(20a)和外芯層(20b)。雙芯(20)被具有內(nèi)覆層(22a)和外覆層(22b)的多層的覆層
(22)所包圍。
[0026]根據(jù)本發(fā)明所制造的高爾夫球可以是任何尺寸的，雖然USGA要求競賽用高爾夫球的直徑是至少1.68英寸。對于美國高爾夫協(xié)會(USGA)規(guī)則之外的比賽，高爾夫球可以是較小尺寸的。通常，高爾夫球是根據(jù)USGA要求制造的，并且直徑是大約1.68-大約1.80英寸。通常，多層芯結(jié)構(gòu)(14)具有下面范圍的整體直徑:下限是大約1.00或者1.20或者
1.30或者1.40英寸和上限是大約1.58或者1.60或者1.62或者1.66英寸和更優(yōu)選大約
1.3-1.65英寸。在一種實施方案中，該芯組件(14)的直徑是大約1.45-大約1.62英寸。
[0027]如此下進一步討論的，不同的組合物可以用于制造本發(fā)明高爾夫球的雙芯結(jié)構(gòu)。該高爾夫球可以包含某些填料來根據(jù)需要調(diào)整芯層的比重和重量。通常該內(nèi)芯(中心)的比重范圍下限是大約1.18或者1.50或者2.00或者2.50g/cc和上限是大約3.00或者
3.50或者4.00或者4.50或者5.00g/cc。在一種優(yōu)選的實施方案中，該內(nèi)芯的比重是大約
1.20-大約3.50g/cc，更優(yōu)選大約1.25-大約3.00g/cc。其中該外芯層(14b)優(yōu)選具有相對低的比重。外芯層(14b)通常的比重范圍下限是大約0.080或者0.100或者0.400或者0.600或者0.800g/cc和上限是大約1.00或者1.10或者1.20g/cc。調(diào)整該組合物中所用填料的量，以使得高爾夫球的重量不超過USGA規(guī)則所設(shè)定的限度。USGA已經(jīng)建立了45.93g(l.62盤司)的最大重量。對于USGA規(guī)格外的比賽,該高爾夫球可以更重。在一種優(yōu)選的實施方案中，多層的芯的重量是大約28-大約38g。
[0028]芯結(jié)構(gòu)
[0029]如上所述，該芯優(yōu)選具有雙層的結(jié)構(gòu)，其包含內(nèi)芯和包圍的外芯層。該芯組件的硬度是一個重要性能。通常，具有相對高的硬度值的芯具有更高的壓縮率，并且傾向于具有良好的耐久性和回彈性。但是一些高壓縮球是硬的，并且這會對發(fā)射控制產(chǎn)生不利影響。例如一些的這些較硬的球傾向于具有低的旋轉(zhuǎn)速率，這使得該球更難以控制。當產(chǎn)生接近于綠色植物的接近發(fā)射時，這會是特別麻煩的。因此需要達到芯組件中硬度的最佳平衡。
[0030]在一種優(yōu)選的高爾夫球中，內(nèi)芯(中心)具有“正”硬度梯度(即，內(nèi)芯外表面硬于它的幾何中心)和外芯層具有“正”硬度梯度(即，外芯層外表面硬于外芯層內(nèi)表面)。在其中內(nèi)芯和外芯層都具有“正”硬度梯度這樣的情況中，外芯層外表面硬度優(yōu)選大于內(nèi)芯(中心)的材料硬度。在一種可選擇的方案中，內(nèi)芯可以具有正硬度梯度和外芯層可以具有“零”硬度梯度(即，外芯層外表面和外芯層內(nèi)表面的硬度值基本相同)或者“負”硬度梯度(即，夕卜芯層外表面軟于外芯層內(nèi)表面)。
[0031]在另一種方案中，該內(nèi)芯(中心)具有零或負硬度梯度，而外芯層具有正硬度梯度。在仍然的另外一種方案中，內(nèi)芯和外芯層都具有零或者負硬度梯度。這樣的硬度梯度進一步描述在Bulpett等人的美國專利7537529和7410429中，其公開內(nèi)容在此引入作為參考。下面進一步更詳細的描述測量高爾夫球的內(nèi)芯和外芯層以及其他層的硬度和測定所述層的硬度梯度的方法。
[0032]該芯層具有硬度測量所定義的正、負或者零硬度梯度，該硬度測量是在內(nèi)芯外表面(或者外芯層外表面)上和向內(nèi)朝著內(nèi)芯中心(或者內(nèi)芯層內(nèi)表面)的徑向上進行的。如下面的測試方法中所述，這些測量典型的是以2_增量來進行的。通常該硬度梯度是通過用所測量的部件的外表面(例如內(nèi)芯外表面或外芯層外表面)的硬度值減去所測量部件的最內(nèi)部分(例如內(nèi)芯中心或者外芯層內(nèi)表面)的硬度值來測定的。
[0033]|H硬度梯度。例如如果內(nèi)芯的外表面的硬度值大于內(nèi)芯幾何中心的硬度值(即，該內(nèi)芯的表面硬于它的中心)，則該硬度梯度將被認為是“正”(大數(shù)減小數(shù)等于正數(shù))。例如如果內(nèi)芯外表面的硬度是58邵氏D和內(nèi)芯中心的硬度是50邵氏D，則該內(nèi)芯具有8的正硬度梯度。同樣如果外芯層外表面具有比外芯層內(nèi)表面更大的硬度值，則該外芯層將被認為具有正硬度梯度。
[0034]負硬度梯度。另一方面，如果內(nèi)芯的外表面的硬度值小于內(nèi)芯幾何中心的硬度值(即，該內(nèi)芯的表面軟于它的中心)，則該硬度梯度將被認為是“負”。例如如果內(nèi)芯外表面的硬度是68邵氏C和內(nèi)芯中心的硬度是70邵氏C，則該內(nèi)芯具有2的負硬度梯度。同樣如果外芯層外表面具有比外芯層內(nèi)表面更小的硬度值，則該外芯層將被認為具有負硬度梯度。
[0035]零硬度梯度。在另一例子中，如果內(nèi)芯的外表面的硬度值基本等于內(nèi)芯幾何中心的硬度值(即，該內(nèi)芯的表面與中心具有大致相同的硬度)，則該硬度梯度將被認為是“零”。例如如果內(nèi)芯外表面和內(nèi)芯中心的硬度是65邵氏C，則該內(nèi)芯具有零硬度梯度。同樣如果外芯層外表面具有與外芯層內(nèi)表面大致相同的硬度值，則該外芯層將被認為具有零硬度梯度。
[0036]更具體的，作為此處使用的，術(shù)語“正硬度梯度”表示硬度梯度是正3邵氏D或更大，優(yōu)選7邵氏D或更大，更優(yōu)選10邵氏D，和甚至更優(yōu)選20邵氏D或更大。作為此處使用的，術(shù)語“零硬度梯度”表示硬度梯度小于3邵氏D，優(yōu)選小于I邵氏D，和可以具有零或者負1-負10邵氏D的值。作為此處使用的，術(shù)語“負硬度梯度”表示硬度值小于零，例如是負3，負5，負7，負10，負15或負20或者負25。術(shù)語“零硬度梯度”和“負硬度梯度”可以在此交替使用來表示負1-負10的硬度梯度。
[0037]該內(nèi)芯(中心)優(yōu)選的幾何中心硬度(H+心.)是大約25邵氏D或更大和更優(yōu)選的范圍是下限是大約26或者30或者34或者36或者38或者42或者48或者50或者52邵氏D和上限是大約54或者56或者58或者60或者62邵氏D。該內(nèi)芯的中心硬度(H&、材料)作為邵氏C單位測量優(yōu)選的下限是大約38或者44或者52或者58或者60或者70或者74邵氏C和上限是大約76或者78或者80或者84或者86或者88或者90或者92邵氏C。關(guān)于內(nèi)芯的外表面硬度(H+心#Β)，這個硬度優(yōu)選是大約25邵氏D或更大，和更優(yōu)選的范圍下限是大約大約26或者30或者34或者36或者38或者42或者48或者50或者52邵氏D和上限是大約54或者56或者58或者60或者62邵氏D。
[0038]其中該外芯層優(yōu)選的外表面硬度(Η,ε__)是大約40邵氏D或更大，和更優(yōu)選的范圍下限是大約40或者42或者44或者46或者48或者50或者52和上限是大約54或者56或者58或者60或者62或者64或者70或者74或者78或者80或者82或者85或者87或者88或者90邵氏D。外芯層的外表面硬度(Η,ε_^β)作為邵氏C單位所測量的優(yōu)選的下限是大約63或者65或者67或者70或者73或者76邵氏C,和上限是大約78或者80或者85或者87或者89或者90或者92或者95邵氏C，和外芯內(nèi)表面
優(yōu)選的硬度是大約40邵氏D或更大，和更優(yōu)選的范圍下限是大約40或者42或者44或者46或者48或者50或者52和上限是大約54或者56或者58或者60或者62或者64或者70或者74或者78或者80或者82或者85或者87或者88或者90邵氏D。
[0039]內(nèi)芯組合物
[0040]優(yōu)選該內(nèi)芯組合物包含金屬材料例如諸如銅、鋼、黃銅、鎢、鈦、鋁、鎂、鑰、鈷、鎳、鐵、鉛、錫、青銅、銀、金和鉬及其合金和組合。該金屬材料可以分散在聚合物基質(zhì)中，優(yōu)選熱固性橡膠材料中。該金屬材料均勻分散在聚合物基質(zhì)中來提供基本均質(zhì)的組合物。將該金屬材料充分混入聚合物基質(zhì)中來防止形成團塊和聚集體。將所形成的含金屬的組合物用于形成具有相對高的比重的內(nèi)芯結(jié)構(gòu)，由此提供具有如下進一步討論的較低的轉(zhuǎn)動慣量的球。
[0041]能夠用作聚合物粘合劑材料的合適的熱固性橡膠材料是天然和合成橡膠，包括但不限于聚丁二烯，聚異戊二烯，乙烯丙烯橡膠(“EPR”)，乙烯-丙烯-二烯(“EPDM”)橡膠，苯乙烯-丁二烯橡膠，苯乙烯嵌段共聚物橡膠(例如“SI”、“SIS”、“SB”、“SBS”、“SIBS”等，這里“S”是苯乙烯，“I”是異丁烯和“B”是丁二烯)，開環(huán)聚環(huán)烯烴(polyalkenamer)例如諸如開環(huán)聚環(huán)辛烯(polyoctenamer), 丁基橡膠，鹵丁基橡膠,聚苯乙烯彈性體,聚乙烯彈性體，聚氨酯彈性體，聚脲彈性體，茂金屬催化的彈性體和熱塑性彈性體，異丁烯和對烷基苯乙烯的共聚物，異丁烯和對烷基苯乙烯的鹵代共聚物，丁二烯與丙烯腈的共聚物，聚氯丁烯，丙烯酸烷基酯橡膠，氯化的異戊二烯橡膠，丙烯腈氯化的異戊二烯橡膠以及其兩種或更多種的混合物。
[0042]優(yōu)選該橡膠組合物包含聚丁二烯。通常聚丁二烯是1，3-丁二烯的均聚物。1，3-丁二烯單體中的雙鍵受到催化劑的攻擊來生成聚合物鏈和形成具有期望的分子量的聚丁二烯聚合物。任何合適的催化劑可以用于合成聚丁二烯橡膠，這取決于期望的性能。通常，將過渡金屬絡合物(例如釹、鎳或鈷)或者烷基金屬例如烷基鋰用作催化劑。其他催化劑包括但不限于鋁、硼、鋰、鈦及其組合。該催化劑生成了具有不同化學結(jié)構(gòu)的聚丁二烯橡膠。在順式鍵合構(gòu)型中，聚丁 二烯的主內(nèi)聚合物鏈出現(xiàn)在聚丁 二烯中所含的碳-碳雙鍵的同一偵U。在反式鍵合構(gòu)型中，主內(nèi)聚合物鏈處于聚丁二烯中內(nèi)碳-碳雙鍵的相反側(cè)。該聚丁二烯橡膠可以具有順式和反式鍵合結(jié)構(gòu)的不同組合。一種優(yōu)選的聚丁二烯橡膠的1，4順式鍵含量是至少40%，優(yōu)選大于80%和更優(yōu)選大于90%。通常具有高I，4順式鍵含量的聚丁二烯橡膠具有高的抗拉強度。該聚丁二烯橡膠可以具有相對高或者低的門尼粘度。
[0043]能夠用于本發(fā)明的市售聚丁二烯橡膠的例子包括但不限于BROl和BR1220，其獲自泰國曼谷的 BST Elastomers ；SE BR1220LA 和 SE BR1203，獲自密歇根州 Midland 的 DOWChemical Co ；BUDENE1207,1207s, 1208 和 1280，獲自俄亥俄州阿克倫城的 Goodyear, Inc ；BROl，51 和 730，獲自日本東京的 Japan Synthetic Rubber (JSR) ；BUNA CB21, CB22, CB23,CB24, CB25, CB29MES, CB60, CB Nd60, CB55NF, CB70B, CB KA8967 和 CB1221，獲自賓夕法尼亞州匹茲堡的Lanxess Corp.;BR1208，獲自韓國首爾的LG Chemical ；UBEPOL BR130B，BR150，BR150B, BR150L, BR230, BR360L, BR710 和 VCR617，獲自日本東京的 UBE Industries, Ltd.；EUROPRENE NEOCIS BR60, INTENE60AF 和 P30AF 和 EUROPRENE BR HV80,獲自意大利羅馬的 Polimeri Europa ；AFDENE50 和 NE0DENE BR40, BR45, BR50 和 BR60，獲自南非 fcuma 的Karbochem(PTY) Ltd.；KBROI, NdBr40, NdBR-45, NdBr60, KBR710S, KBR710H 和 KBR750，獲自韓國首爾的Kumho Petrochemical C0.;DIENE55NF，70AC和320AC，獲自俄亥俄州阿克倫城的 Firestone PolymersjPPBR-Nd Group II 和 Group III,獲自 Tartarstan Republic 的Nizhnekamsk 的 Nizhnekamskneftekhim, Inc.。
[0044]聚丁二烯橡膠的用量是至少大約5重量％，基于組合物總重量，并且通常的存在量是大約5%-大約100%,或者量范圍下限是5%或者10%或者20%或者30%或者40%或者50%和上限是55%或者60%或者70%或者80%或者90%或者95%或者100%。優(yōu)選聚丁二烯橡膠濃度是大約40-大約95重量％。如果期望，較少量的其他熱固性材料可以混入該基礎(chǔ)橡膠中。這樣的材料包括上述橡膠例如順式聚異戊二烯、反式聚異戊二烯、樹膠、聚氯丁烯、聚降冰片烯、開環(huán)聚環(huán)辛烯(polyoctenamer)、開環(huán)聚環(huán)戍烯(polypentenamer)、丁基橡膠、EPR、EPDM、苯乙烯-丁二烯等。
[0045]在另一種方案中，熱塑性材料可以作為聚合物粘合劑，用于制造內(nèi)芯所用的組合物中。這些熱塑性聚合物包括例如含有酸基團的乙烯酸共聚物(其是至少部分中和的)。優(yōu)選中和度大于70%，更優(yōu)選至少90%和甚至更優(yōu)選至少100%。這樣的具有70%或更大中和度的乙烯酸共聚物通常稱作高中和的聚合物(HNP)。能夠用于形成本發(fā)明組合物的合適的乙烯酸共聚物通常稱作乙烯、C3-C8Q，β-烯屬不飽和單或二羧酸和任選的軟性單體的共聚物。共聚物可以包括而不限于乙烯酸共聚物，例如乙烯/(甲基)丙烯酸，乙烯/(甲基)丙烯酸/馬來酸酐，乙烯/ (甲基)丙烯酸/馬來酸單酯，乙烯/馬來酸，乙烯/馬來酸單酯，乙烯/(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸正丁酯，乙烯/(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸異丁酯，乙烯/(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯，乙烯/(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸乙酯三元共聚物等?？梢允褂闷渌麩崴苄跃酆衔锶缇埘０罚埘０?醚和聚酰胺-酯，聚氨酯，聚脲，聚氨酯-聚脲雜合物，聚酯，聚烯烴，聚苯乙烯及其混合物。
[0046]如上所述，用于形成內(nèi)芯的組合物包含金屬材料。在一種方案中，該金屬材料可以構(gòu)成整個內(nèi)芯。即，該金屬材料包含100%的用于制造內(nèi)芯的組合物。該金屬材料優(yōu)選處于實心球例如球軸承的形式。該金屬球可以用作內(nèi)芯(中心)，并且聚合物外芯層可以位于該金屬中心周圍?？蛇x擇的，金屬填料，如下面進一步所述的，可以分散在聚合物粘合劑中來形成含金屬的組合物，其可以用于制造該內(nèi)芯?？梢允褂孟鄬χ氐闹亓康慕饘俨牧?，例如諸如選自下面的金屬:銅，鎳，鎢，黃銅，鋼，鎂，鑰，鈷，鉛，錫，銀，金和鉬合金。合適的鋼材料包括例如鉻鋼，不銹鋼，碳鋼及其合金?？蛇x擇的或者除了該重的金屬之外，可以使用相對輕重量金屬材料例如鈦和鋁合金，限定該內(nèi)芯層具有所需的比重。將金屬填料以足量加入到組合物中，來獲得下面進一步所述的期望的比重。
[0047]如果該內(nèi)芯(中心)的尺寸小，并且使用致密的金屬材料如鎢，則獲得期望的比重所需的鎢量將是相對低的。將這樣的致密金屬材料的重量進一步濃縮，以使得需要更小量的材料。另一方面，如果使用低密度金屬材料如鋁，則達到所需比重所需的鋁量將是相對高的。通常，該金屬填料在組合物中的存在量是大約1%_大約60%。優(yōu)選該金屬填料在組合物中的存在量是20wt%或更低，15wt%或更低，或者12wt%或更低，或者10wt%或更低，或者6wt%或更低,或者4wt%或更低,基于組合物中聚合物的重量。
[0048]該芯結(jié)構(gòu)(內(nèi)芯和外芯層)的整體比重優(yōu)選是至少L 8g/cc，更優(yōu)選至少2.0Og/Ce和最優(yōu)選至少2.50g/cc。通常該內(nèi)芯的比重是至少大約1.00g/cc和通常是大約
1.00-大約20.00。優(yōu)選該內(nèi)芯的比重下限是大約1.10或者1.20或者1.50或者2.00或者2.50或者3.50或者4.00或者5.00或者6.00或者7.00或者8.00g/cc和上限是大約
9.00或者9.50或者10.00或者10.50或者11.00或者12.00或者13.00或者14.00或者
15.00或者16.00或者17.00或者18.00或者19.00或者19.50g/cc。在一種優(yōu)選的實施方案中，該內(nèi)芯的比重是大約1.20-大約5.50g/cc，更優(yōu)選大約1.25-大約3.25g/cc。
[0049]其中該外芯層優(yōu)選具有相對低的比重。因此內(nèi)芯層的比重(SG。優(yōu)選大于外芯層比重(SG*)。例如該外芯層可以具有的比重范圍下限是大約0.80，0.90g/CC，1.00或者
1.25或者2.00或者2.50或者3.00或者3.50或者4.00，4.25或者5.00和上限是大約6.00或者6.50或者7.00或者7.25或者8.00或者8.50或者9.00或者9.25或者10.00g/cc。在一種優(yōu)選的實施方案中，SG @優(yōu)選大于SG#至少0.5g/cc,更優(yōu)選0.75g/cc或更大和甚至更優(yōu)選1.00g/cc或更大。在一種實施方案中，SGrt和SG,之間的差值是大約0.5g/cc-大約 2.0g/cco
[0050]能夠加入到用于形成內(nèi)芯的聚合物基質(zhì)中的合適的金屬填料優(yōu)選的比重值是大約1.5-大約19.5，和包括例如金屬(或者金屬合金)粉末，金屬氧化物，金屬硬脂酸鹽，微粒，片等及其混合物。有用的金屬(或者金屬合金)粉末的例子包括但不限于鉍粉末，硼粉末，黃銅粉末，青銅粉末，鈷粉末，銅粉末，鐵粉末，鑰粉末，鎳粉末，不銹鋼粉末，鈦金屬粉末，氧化鋯粉末，鋁片，鎢金屬粉末，鈹金屬粉末，鋅金屬粉末或者錫金屬粉末。金屬氧化物的例子包括但不限于氧化鋅、氧化鐵、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鎂、氧化鋯和三氧化鎢。該橡膠組合物可以包含常規(guī)添加劑如自由基引發(fā)劑、交聯(lián)劑、軟和快劑和抗氧化劑，并且該組合物可以使用下面進一步所述的常規(guī)系統(tǒng)來固化。
[0051]本發(fā)明的橡膠或者其他熱固性組合物可以使用常規(guī)固化方法來固化。合適的固化方法包括例如過氧化物固化、硫固化、高能輻射及其組合。優(yōu)選該橡膠組合物包含選自下面的自由基引發(fā)劑:有機過氧化物、能夠產(chǎn)生自由基的高能輻射源及其組合。在一種優(yōu)選的方案中，該橡膠組合物是過氧化物固化的。合適的有機過氧化物包括但不限于二枯基過氧化物；4，4_ 二(叔丁基過氧化)戊酸正丁酯；1，1_ 二(叔丁基過氧化)3，3，5-三甲基環(huán)己烷；2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過氧化)己烷；二叔丁基過氧化物；二叔戊基過氧化物；叔丁基過氧化物；叔丁基枯基過氧化物；2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過氧化)己炔-3 ;二(2-叔丁基過氧化異丙基)苯；過氧化二月桂酰；過氧化二苯甲酰；叔丁基氫過氧化物；及其組合。在一種具體的實施方案中，自由基引發(fā)劑是二枯基過氧化物，包括但不限于Perkadox? BC,市售自Akzo Nobel。過氧化物自由基引發(fā)劑通常在橡膠組合物中的存在量是至少0.05重量份，基于每100份的總橡膠，或者重量量范圍下限是0.05份或者0.1份或者I份或者1.25份或者1.5份或者2.5份或者5份，基于每100份的總橡膠,和重量上限是2.5份或者3份或者5份或者6份或者10份或者15份，基于每100份的總橡膠。濃度是每百份之一份(Phr)單位，除非另有指示。作為此處使用的，術(shù)語“每百份之一份”也稱作“phr”或“pph”，定義為相對于100重量份的聚合物組分，混合物中存在的具體組分的重量份數(shù)。算術(shù)上，這可以表達為成分的重量除以聚合物的總重量，乘以因子100。
[0052]該橡膠組合物可以進一步包括反應性共交聯(lián)劑。合適的共交聯(lián)劑包括但不限于具有3-8個碳原子的不飽和羧酸的金屬鹽；不飽和乙烯基化合物和多官能單體(例如三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)；亞苯基雙馬來酰亞胺；及其組合。合適的金屬鹽具體的例子包括但不限于丙烯酸酯、二丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯的一種或多種金屬鹽，其中該金屬選自鎂、鈣、鋅、鋁、鋰和鎳。在一種具體的實施方案中，共交聯(lián)劑選自丙烯酸酯、二丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯的鋅鹽。在另外一種具體實施方案中，該試劑是二丙烯酸鋅(ZDA)。當該共交聯(lián)劑是二丙烯酸鋅和/或二甲基丙烯酸鋅時，該共交聯(lián)劑典型的占橡膠組合物的量范圍下限是I或者5或者10或者15或者19或者20重量份,基于每100份的總橡膠,和上限是24或者25或者30或者35或者40或者45或者50或者60重量份，基于每100份的基礎(chǔ)橡膠。
[0053]自由基猝滅劑例如鹵代有機硫、有機二硫化物或者無機二硫化物化合物可以加入橡膠組合物中。這些化合物也可以充當“軟和快劑”。作為此處使用的，“軟和快劑”表示能夠制造芯的任何化合物或其混合物:當與沒有軟和快劑所制備的等價的芯相比時，I)在恒定的“復原系數(shù)” (COR)時更柔軟(具有低的壓縮)；和/或2)更快(在相等的壓縮時具有更高的C0R)。優(yōu)選的鹵代有機硫化合物包括但不限于五氯硫酚(PCTP)和PCTP的鹽例如五氯硫酚鋅(ZnPCTP)。在高爾夫球內(nèi)芯中使用PCTP和ZnPCTP有助于產(chǎn)生更軟和更快的內(nèi)芯。PCTP和ZnPCTP化合物有助于增加芯的回彈性和復原系數(shù)。在一種具體的實施方案中，該軟和快劑選自ZnPCTP、PCTP、聯(lián)甲苯二硫、二苯二硫、雙二甲苯基二硫、2-硝基間苯二酚及其組合。
[0054]如上所述，配制本發(fā)明的組合物來具有比重水平，以使得它們能夠用于形成高爾夫球的某些芯組分。除了上述金屬填料之外，該橡膠組合物可以包含其他添加劑。有用的填料的例子包括但不限于碳質(zhì)材料例如石墨和炭黑。石墨纖維、沉淀水合二氧化硅、粘土、滑石、玻璃纖維、芳酰胺纖維、云母、偏硅酸鈣、硫酸鋇、硫化鋅、硅酸鹽、硅藻土、碳酸鈣、碳酸鎂、橡膠再研磨料(其是再循環(huán)的未固化的橡膠材料，將其混合和研磨)、棉花短纖維、天然浙青、纖維素短纖維和皮革纖維。也可以使用微氣球填料例如玻璃和陶瓷和飛灰填料。
[0055]在這種實施方案的一個具體方面，該橡膠組合物包括選自下面的填料:炭黑、納米纖維(例如 Cloisite?和 Nanofil?納米纖維，市售自 Southern Clay Products, Inc.,和Nanomax'、14'和Nanomer'?;納米纖維，市售自 Nanocor, Inc.)、滑石(例如Luzenac HAR?高長寬比滑石，市售自Luzenac America, Inc.)、玻璃(例如玻璃片、研磨玻璃和微玻璃)、云母和云母基顏料(例如Iriodin?珠光顏料，市售自The Merck Group)及其組合。
[0056]另外，該橡膠組合物可以包括抗氧化劑來防止彈性體斷裂。同樣，加工助劑如高分子量有機酸及其鹽可以加入該組合物中。合適的有機酸是脂肪族有機酸，芳族有機酸，飽和單官能有機酸，不飽和單官能有機酸，多不飽和單官能有機酸及其二聚衍生物。合適的有機酸具體的例子包括但不限于己酸，辛酸，發(fā)酸，月桂酸，硬脂酸，山崳酸，芥酸，油酸，亞油酸，肉豆蘧酸，苯甲酸，棕櫚酸，苯基乙酸，萘甲酸及其二聚衍生物。該有機酸是脂肪族、單官能(飽和、不飽和或者多不飽和)有機酸。這些有機酸的鹽也可以使用。有機酸的鹽包括鋇、鋰、鈉、鋅、秘、鉻、鈷、銅、鉀、銀、鈦、鶴、鎂、銫、鐵、鎳、銀、招、錫或I丐的鹽，脂肪酸特別是硬脂酸、山崳酸、芥酸、油酸、亞油酸或者其二聚衍生物的鹽。優(yōu)選的是本發(fā)明的有機酸和鹽是相對非遷移的(它們在環(huán)境溫度下不會滲透到聚合物表面)和非揮發(fā)性的(它們在熔體混合所需的溫度不揮發(fā))。
[0057]其他成分例如加速劑(例如四甲基秋蘭姆)、加工助劑、染料和顏料、潤濕劑、表面活性劑、增塑齊[J、著色齊U、熒光齊U、化學鼓泡和發(fā)泡劑、消泡齊U、穩(wěn)定齊U、軟化劑、沖擊改性劑、抗氧化劑、抗臭氧劑以及現(xiàn)有技術(shù)已知的其他添加劑可以加入該橡膠組合物中。
[0058]外芯組合物
[0059]如上所述，該內(nèi)芯可以由金屬填充的熱固性或者熱塑性材料形成，和優(yōu)選由金屬填充的熱固性橡膠形成。同樣，該外芯層可以由熱固性或者熱塑性材料形成。優(yōu)選該外芯層是由熱塑性組合物形成的。在一種實施方案中，用于形成內(nèi)芯的相同的熱塑性組合物(除了用于將比重調(diào)整到期望水平的金屬填料之外)也可以用于形成外芯層。因此每個的內(nèi)和外芯層可以由部分或者高度中和的乙烯酸共聚物組合物形成。但是，該內(nèi)芯和外芯層的比重將是不同的；因此在各自組合物中用于調(diào)整比重的金屬填料的濃度和/或類型將是不同的。在一種實施方案中，該外芯層甚至可以不包含任何的金屬材料。在另外一種實施方案中，該外芯層可以包含相對小濃度的金屬填料，而該內(nèi)芯包含大濃度的金屬填料。
[0060]優(yōu)選該外芯層是由離聚物組合物形成的，其包含含有至少部分中和的酸基團的乙烯酸共聚物。如下面進一步討論的，優(yōu)選中和度大于70%，更優(yōu)選至少90%和甚至更優(yōu)選至少100%。能夠用于形成本發(fā)明組合物的合適的乙烯酸共聚物通常稱作乙烯、C3-C8Ci，β-烯屬不飽和單或二羧酸和任選的軟性單體的共聚物。共聚物可以包括而不限于乙烯酸共聚物，例如乙烯/(甲基)丙烯酸，乙烯/(甲基)丙烯酸/馬來酸酐，乙烯/(甲基)丙烯酸/馬來酸單酯，乙烯/馬來酸，乙烯/馬來酸單酯，乙烯/(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸正丁酯，乙烯/(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸異丁酯，乙烯/(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯，乙烯/(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸乙酯三元共聚物等。作為此處使用的，術(shù)語“共聚物”包括具有兩種類型單體的聚合物，具有三種類型單體的那些和具有大于三種類型的單體的那些。優(yōu)選的α，β_烯屬不飽和單或二羧酸是(甲基)丙烯酸、乙基丙烯酸、馬來酸、巴豆酸、富馬酸、衣康酸。(甲基)丙烯酸是最優(yōu)選的。作為此處使用的，“(甲基)丙烯酸”表示甲基丙烯酸和/或丙烯酸。同樣，“(甲基)丙烯酸酯”表示甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯。
[0061]當包括軟性單體時，這樣的共聚物在此被稱作E/X/Y類型共聚物，其中E是乙烯；X是C3-C8 α, β-烯屬不飽和單或二羧酸；和Y是軟性單體。該軟性單體是典型的(甲基)丙烯酸烷基酯，其中該烷基具有1-8個碳原子。優(yōu)選的Ε/Χ/Υ類型共聚物是那些，其中X是(甲基)丙烯酸和/或Y選自(甲基)丙烯酸酯，(甲基)丙烯酸正丁酯，(甲基)丙烯酸異丁酯，(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸乙酯。更優(yōu)選的Ε/Χ/Υ類型共聚物是乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸正丁酯，乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸甲酯和乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸乙酯。
[0062]該酸共聚物中乙烯的含量典型的是至少15wt%，優(yōu)選至少25wt%，更優(yōu)選至少40wt%和甚至更優(yōu)選至少60wt%,基于共聚物的總重量。C3-C8a，β-烯屬不飽和單或二羧酸在酸共聚物中的含量典型的是lwt%_35wt%,優(yōu)選5wt%_30wt%,更優(yōu)選5wt%_25wt%,和甚至更優(yōu)選10wt%-20wt%，基于共聚物的總重量。酸共聚物中任選的軟性共聚單體的量典型的是 0wt%_50wt%,優(yōu)選 5wt%_40wt%,更優(yōu)選 10wt%_35wt%,和甚至更優(yōu)選 20wt%_30wt%,基于共聚物總重量?？梢允褂谩暗退帷焙汀案咚帷彪x聚物聚合物以及這樣的離聚物的混合物。通常低酸離聚物被認為是含有16wt%或更少的酸部分的那些，而高酸離聚物被認為是含有大于16wt%的酸部分的那些。
[0063]共聚物離聚物中的酸性基團是部分或完全用陽離子源中和的。合適的陽離子源包括金屬陽離子及其鹽，有機胺化合物，銨及其組合。優(yōu)選的陽離子源是金屬陽離子及其鹽，其中該金屬優(yōu)選是鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、鋇、鉛、錫、鋅、鋁、錳、鎳、鉻、銅或者其組合。如下面進一步討論的，該金屬陽離子鹽提供了陽離子，其能夠中和(以可變水平(at varyinglevel))乙烯酸共聚物的羧酸和如果存在時的脂肪酸。它們包括例如鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、鋇、鉛、錫、鋅、鋁、錳、鎳、鉻、銅或者其組合的硫酸鹽、碳酸鹽、乙酸鹽、氧化物或者氫氧化物鹽。優(yōu)選的金屬陽離子鹽是鈣和鎂基鹽。高表面積陽離子粒子例如微米和納米尺寸的陽離子粒子是優(yōu)選的。所述組合物中陽離子的用量容易基于期望的中和水平來確定。
[0064]例如可以使用中和到大約10%-大約100%的具有酸基團的離聚物樹脂。在一種離聚物組合物中，酸基團是部分中和的。即，中和度是大約10%-大約70%，更優(yōu)選20%_60%和最優(yōu)選30-50%。這些離聚物組合物(含有中和到70%或更小的酸基團)可以稱作具有相對低的中和度的離聚物。
[0065]另一方面，離聚物組合物可以包含高度或者完全中和的酸基團。這些高度中和的聚合物(HNP)優(yōu)選用于形成本發(fā)明的至少一個芯層。在這些HNP中，中和度大于70%，優(yōu)選至少90%和甚至更優(yōu)選至少100%。在另外一種實施方案中，可以使用過量的中和劑，即，大于中和所述酸基團所需的化學計量量的量。即，酸基團可以中和到100%或更大，例如110%或者120%或更大。在一種優(yōu)選的實施方案中，將含有大約19-20wt%的甲基丙烯酸或丙烯酸的高酸乙烯酸共聚物用鋅和鈉陽離子中和到95%中和度。
[0066]“離子增塑劑”例如有機酸或有機酸的鹽，特別是脂肪酸，可以根據(jù)需要加入該離聚物樹脂中。這樣的離子增塑劑被更大可加工的用于制造常規(guī)離聚物組合物，如Rajagopalan等人的美國專利6756436中所述，其公開內(nèi)容在此引入作為參考。在一種優(yōu)選的實施方案中，該熱塑性離聚物組合物(含有中和到70%或更小的酸基團)不包括脂肪酸或者其鹽，或者任何其他的離子增塑劑。另一方面，該熱塑性離聚物組合物(含有中和到大于70%的酸基團)包括離子增塑劑，特別脂肪酸或者其鹽。例如該離子增塑劑的加入量可以是0.5-10pph，更優(yōu)選l-5pph。該有機酸可以是脂肪族、單或者多官能(飽和、不飽和或者多不飽和)有機酸。也可以使用這些有機酸的鹽。合適的脂肪酸鹽包括例如金屬硬脂酸鹽、laureate、油酸鹽、棕櫚酸鹽、壬酸鹽等。例如可以使用脂肪酸鹽例如硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋇等。脂肪酸的鹽通常是用金屬離子中和的脂肪酸。該金屬陽離子鹽提供了能夠中和(以可變水平(at varying level)脂肪酸的羧酸基團的陽離子。例子包括金屬例如鋇、鋰、鈉、鋅、秘、鉻、鈷、銅、鉀、銀、鈦、鶴、鎂、銫、鐵、鎳、銀、招、錫或者I丐的硫酸鹽、碳酸鹽、乙酸鹽和氫氧化物鹽，及其混合物。優(yōu)選的是該有機酸和鹽是相對非遷移的(它們在環(huán)境溫度下不會滲透到聚合物表面)和非揮發(fā)性的(它們在熔體混合所需的溫度不揮發(fā))。
[0067]如上所述，最終的離聚物組合物可以包含另外的材料例如諸如少量的離子增塑齊U，其在改進高度中和的離聚物的加工性方面是特別有效的。例如該離子增塑劑可以的加入量可以是0.5-10pph，更優(yōu)選l-5pph。除了上述脂肪酸和脂肪酸鹽之外，其他合適的離子增塑劑包括例如聚乙二醇、蠟、雙硬脂酰胺、礦物和鄰苯二甲酸鹽。在另外一種實施方案中，優(yōu)選除了金屬陽離子之外，使用胺或吡啶化合物。合適的例子包括例如乙胺、甲胺、二乙胺、叔丁胺、十二烷基胺等。
[0068]該離聚物組合物可以包含廣泛的多種填料，并且一些的這些填料可以根據(jù)需要用于調(diào)整組合物的比重?？梢允褂酶弑砻娣e填料，其與離聚物中的酸基團具有親合性。具體的合適的填料例如是具有陽離子性質(zhì)的微粒、纖維或者片，這樣它們也可以用于中和該離聚物。例如可以使用氧化鋁、氧化鋅、氧化錫、硫酸鋇、硫酸鋅、氧化鈣、碳酸鈣、碳酸鋅、碳酸鋇、鎢、碳化鎢和硅酸鉛填料。同樣，可以使用二氧化硅、氣相法二氧化硅和沉淀二氧化硅，例如在商標名HISIL下由PPG Industries銷售的那些,炭黑、碳纖維和納米尺寸材料例如納米管、納米片、納米填料和納米纖維。其他添加劑和填料包括但不限于化學鼓泡和發(fā)泡齊U、熒光增白劑、著色劑、熒光劑、增白劑、UV吸收劑、光穩(wěn)定劑、消泡劑、加工助劑、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、軟化劑、香味組分、增塑劑、沖擊改性劑、二氧化鈦、酸共聚物蠟、表面活性劑、橡膠再研磨料(再循環(huán)的芯材料)、粘土、云母、滑石、玻璃片、研磨玻璃及其混合物。合適的添加劑更充分的描述在例如Rajagopalan等人的美國專利申請公開N0.2003/0225197中，其整個內(nèi)容在此引入作為參考。在一種具體的實施方案中，最終熱塑性離聚物組合物中存在的添加劑和填料的總量是15wt%或更小，或者12wt%或更小，或者10wt%或更小，或者9wt%或更小，或者6wt%或更小，或者5wt%或更小，或者4wt%或更小，或者3wt%或更小，基于離聚物組合物的總重量。
[0069]該乙烯酸共聚物的用量是至少大約5重量％，基于組合物總重量，并且通常的存在量是大約5%-大約100%，或者量的范圍下限是5%或者10%或者20%或者30%或者40%或者50%和上限是55%或者60%或者70%或者80%或者90%或者95%或者100%。優(yōu)選乙烯酸共聚物的濃度是大約40-大約95重量％。能夠用于形成內(nèi)芯結(jié)構(gòu)的其他合適的熱塑性聚合物包括但不限于下面的聚合物(包括均聚物、共聚物及其衍生物)。
[0070](a)聚酯，特別用相容性基團例如磺酸酯或膦酸酯改性的那些，包括改性的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)、改性的聚(對苯二甲酸丁二醇酯)、改性的聚(對苯二甲酸丙二醇酯)、改性的聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)、改性的聚(萘二甲酸乙二醇酯)，和公開在美國專利N0.6353050,6274298和6001930中的那些，其整個公開內(nèi)容在此引入作為參考，及其兩種或更多種的混合物；
[0071](b)聚酰胺，聚酰胺-醚和聚酰胺-酯，和美國專利N0.6187864,6001930和5981654中公開的那些，其整個內(nèi)容在此引入作為參考，及其兩種或更多種的混合物；
[0072](C)聚氨酯，聚脲，聚氨酯-聚脲雜合物，及其兩種或更多種的混合物；
[0073](d)含氟聚合物，例如美國專利N0.5691066,6747110和7009002公開的那些，其整個內(nèi)容在此引入作為參考，及其兩種或更多種的混合物；
[0074](e)聚苯乙烯，例如聚(苯乙烯-共聚-馬來酸酐)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，聚(苯乙烯磺酸酯)，聚乙烯苯乙烯，及其兩種或更多種的混合物；
[0075](f)聚氯乙烯和接枝聚氯乙烯，及其兩種或更多種的混合物；
[0076](g)聚碳酸酯，聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯混合物，聚碳酸酯/聚氨酯混合物，聚碳酸酯/聚酯混合物，及其兩種或更多種的混合物；
[0077](h)聚醚，例如聚亞芳基醚，聚苯醚，鏈烯基芳烴與乙烯基芳烴和多胺酯的嵌段共聚物，及其兩種或更多種的混合物；
[0078](i)聚酰亞胺，聚醚酮，聚酰胺酰亞胺，及其兩種或更多種的混合物；和
[0079](j)聚碳酸酯/聚酯共聚物和混合物。
[0080]這些熱塑性聚合物可以一起和它們本身使用來形成該內(nèi)芯，或者可以使用包括上述聚合物和乙烯酸共聚物離聚物的熱塑性聚合物混合物。同樣公認的是該離聚物組合物可以包含兩種或更多種離聚物的混合物。例如該組合物可以包含50/50wt%的兩種不同的高度中和的乙烯/甲基丙烯酸共聚物的混合物。在另一種方案中，該組合物可以包含一種或多種離聚物和馬來酸酐接枝的非離聚物聚合物的混合物。該非離聚物聚合物可以是茂金屬催化的聚合物。在另一種方案中，該組合物包含高度中和的乙烯/甲基丙烯酸共聚物和馬來酸酐接枝的茂金屬催化的聚乙烯的混合物。在仍然的另外一種方案中，該組合物包含這樣的材料，其選自高度中和的離聚物，任選的混有馬來酸酐接枝的非離聚物聚合物；聚酯彈性體；聚酰胺彈性體；及其兩種或更多種的混合物。
[0081]如上所述，內(nèi)芯層比重(SG。優(yōu)選大于外芯層比重(SG,)。通常物體各自層的比重影響該物體的轉(zhuǎn)動慣量(MOI)。通常球(或其他物體)關(guān)于給定軸的轉(zhuǎn)動慣量指的是改變該球繞著所述軸轉(zhuǎn)動的難度是多少。如果球的質(zhì)量朝著中心濃縮(中心層的比重高于外層)，則需要較少的力來改變它的轉(zhuǎn)速，并且該球具有相對低的轉(zhuǎn)動慣量。在這樣的球中，大部分質(zhì)量位于球旋轉(zhuǎn)軸附近，需要較少的力來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。因此該球通常具有高的旋轉(zhuǎn)速率。相反，如果球的質(zhì)量朝著外表面濃縮(外層的比重高于中心層)，則需要更大的力來改變它的轉(zhuǎn)速，并且該球具有相對高的轉(zhuǎn)動慣量。即，在這樣的球中，大部分質(zhì)量遠離球的旋轉(zhuǎn)軸布置，并且需要更大的力來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。這樣的球通常具有低的旋轉(zhuǎn)速率。
[0082]本發(fā)明的具有上述芯結(jié)構(gòu)的高爾夫球表現(xiàn)出良好的回彈性和旋轉(zhuǎn)控制二者。所形成的球具有相對高的復原系數(shù)(COR)，這允許它當用高爾夫桿擊打時達到高的速度。因此，該球傾向于運行長的距離，這對于離開球座的驅(qū)動發(fā)射是特別重要的。同時，該球具有柔軟的觸覺和感覺。因此高爾夫球手對于球具有更好的控制，這當使用綠色植物附近的鐵頭球棒產(chǎn)生接近發(fā)射時是特別重要的。高爾夫球手可以輕觸擊球，以使得它在綠色植物上快速下落和停止。此外，職業(yè)和高水平業(yè)余高爾夫球手可以甚至更精確和發(fā)射控制的將逆轉(zhuǎn)施加到球上。對于這樣的高爾夫球手來說，正確的旋轉(zhuǎn)和接觸量可以容易的施加到球上。該球是更可擊打的，并且高爾夫球手能夠更舒適的使用這樣的球。高爾夫球手可以擊球，以使得它飛行正確的距離，同時保持對于飛行軌跡、旋轉(zhuǎn)和位置的控制。
[0083]更具體的，如Sullivan的美國專利6494795和Ladd等人的美國專利7651415中所述，用于任何直徑的球的轉(zhuǎn)動慣量的式子是在CRC標準數(shù)學表第24版，1976在20頁(下文CRC參考文獻)中給出的。作為此處使用的，術(shù)語“比重”具有它通常和普通的含義，即，物質(zhì)密度與4°C水密度之比，水在這個溫度的密度是lg/cm3。比重可以根據(jù)ASTM測試規(guī)格ASTM D-792-98來測量。另外，本發(fā)明的芯典型的COR是大約0.75或更大；和優(yōu)選大約0.80或更大。該芯的壓縮優(yōu)選是大約50-大約130和更優(yōu)選大約70-大約110。
[0084]覆層結(jié)構(gòu)
[0085]本發(fā)明的高爾夫球芯可以用一種或多種覆層包封。在一種方案中，該高爾夫球包括包含內(nèi)和外覆層的多層的覆層。該內(nèi)覆層優(yōu)選是由這樣的組合物形成，其包含離聚物或者兩種或更多種離聚物的混合物，其有助于賦予球硬度。在一種具體的實施方案中，該
內(nèi)覆層是由包含高酸離聚物的組合物形成。一種特別合適的高酸離聚物是Surlyn 8150?(DuPont)。Surlyn 8150?是乙烯和甲基丙烯酸的共聚物，酸含量是19wt%，其是45%用鈉中和的。在另外一種具體實施方案中，該內(nèi)覆層是由包含高酸離聚物和馬來酸酐接枝的非離聚物聚合物的組合物形成的。一種特別合適的馬來酸酐接枝聚合物是Fusabond 525D?
(DuPont)。Fusabond 525D?是一種馬來酸酐接枝的、茂金屬催化的乙烯-丁烯共聚物，
其具有大約0.9wt%的接枝到該共聚物上的馬來酸酐。一種特別優(yōu)選的高酸離聚物和馬
來酸酐接枝聚合物的混合物是84wt%/16wt%的Surlyn 8150?和Fusabond 525D?混合物。
高酸離聚物與馬來酸酐接枝聚合物的混合物進一步公開在例如美國專利N0.6992135和6677401中，其整個公開內(nèi)容在此引入作為參考。
[0086]該內(nèi)覆層還可以由包含50/45/5 的 Surlyn? 8940/Surlyn? 9650/Nucrel? 960
混合物的組合物形成，和在一種特別優(yōu)選的實施方案中，該組合物的材料硬度是80-85邵氏C。在仍然的另外一種方案中，該內(nèi)覆層是由包含50/25/25的Surlyn?
8940/Surlyn?9650/Surlyn?9910混合物的組合物形成，優(yōu)選的材料硬度是大約90邵氏C。
該內(nèi)覆層也可以由包含50/50的Surlyn?8940/Surlyn?9650混合物的組合物形成，優(yōu)選的
材料硬度是大約86邵氏C。還可以使用包含50/50的Surlyn?8940和Surlyn?7940混合物
的組合物。Su rlyn?8940 是 -種E/MAA共聚物，在其中MAA酸基團已經(jīng)用鈉離子部分中和。
Surlyn? 9650和Surlyn? 9910是兩種不同等級的E/MAA共聚物，在其中MAA酸基團已經(jīng)用
鋅離子部分中和。Nucrel?960是一種名義上用15wt%的甲基丙烯酸制成的E/MAA共聚物樹脂。
[0087]廣泛的多種材料可以用于形成外覆層，包括例如聚氨酯葦脲；聚氨酯和聚脲的共聚物、混合物和雜合物；烯烴基共聚物離聚物樹脂(例如Surlyrf _聚物樹脂和DuPont HPF?1000 和 HPF?2000,市售自 DuPont ； lotek? 離聚物，市售自 ExxonMobilChemical Company ; Amplify? IO乙烯丙烯酸共聚物離聚物，市售自The Dow ChemicalCompany jPCIarix?^聚物樹脂，市售自A.Schulman Inc.);聚乙烯,包括例如低密度聚乙
烯、線性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯；聚丙烯；橡膠增強的烯烴聚合物；酸共聚物，例如聚(甲基)丙烯酸，其不變成離聚物共聚物的一部分；熱塑性彈性體；柔韌劑；苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物；苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯嵌段共聚物；動態(tài)硫化的彈性體；乙烯和乙酸乙烯酯共聚物；乙烯和甲基丙烯酸酯共聚物；聚氯乙烯樹脂；聚酰胺，聚(酰胺-酯)彈性體，和離聚物共聚物和聚酰胺的接枝共聚物，包括例如Pebax?熱塑性聚醚嵌段酰胺，市售自Arkema Inc ;交聯(lián)的順式聚異戊二烯及其混合物；聚酯基熱塑性彈性體例如 Hytrel?，市售自 DuPont 或者RiteFlex?,市售自 Ticona Engineering Polymers ;聚氨酯
基熱塑性彈性體例如曰astollan?，i’|J售自BASF ;合成或者天然的硫化橡膠；及其組合。Ca
穩(wěn)定的聚氨酯，聚脲和聚氨酯-聚脲雜合物是特別令人期望的，因為這些材料可以用于制造具有高回彈性和柔軟感覺的高爾夫球。用術(shù)語“聚氨酯和聚脲雜合物”表示包括其共聚物和混合物。
[0088]聚氨酯、聚脲和聚氨酯/聚脲的混合物、共聚物和雜合物也特別適于形成覆層。當用作覆層材料時，聚氨酯和聚脲可以是熱固性或者熱塑性的。熱固性材料可以通過常規(guī)澆鑄或者反應注塑技術(shù)形成高爾夫球?qū)?。熱塑性材料可以通過常規(guī)壓塑或者注塑技術(shù)形成高爾夫球?qū)印?br> [0089]該內(nèi)覆層優(yōu)選的材料硬度范圍下限是70或者75或者80或者82邵氏C和上限是85或者86或者90或者92邵氏C。中間層厚度優(yōu)選的范圍下限是0.010或者0.015或者
0.020或者0.030英寸和上限是0.035或者0.045或者0.080或者0.120英寸。外覆層優(yōu)選的材料硬度是85邵氏C或更小。該外覆層的厚度優(yōu)選的范圍下限是0.010或者0.015或者0.025英寸和上限是0.035或者0.040或者0.055或者0.080英寸。用于測量高爾夫球中層硬度的方法在下面進一步詳細描述。
[0090]如上所述，本發(fā)明的芯結(jié)構(gòu)可以用一種或多種覆層包封。在一種實施方案中，形成了包含內(nèi)和外覆層的多層的覆層，這里該內(nèi)覆層的厚度是大約0.01英寸-大約0.06英寸，更優(yōu)選大約0.015英寸-大約0.040英寸,和最優(yōu)選大約0.02英寸-大約0.035英寸。在這種方案中，該內(nèi)覆層是由部分或者完全中和的離聚物形成的，其的邵氏D硬度大于大約55，更優(yōu)選大于大約60和最優(yōu)選大于大約65。該外覆層在這種實施方案中優(yōu)選的厚度是大約0.015英寸-大約0.055英寸,更優(yōu)選大約0.02英寸-大約0.04英寸,和最優(yōu)選大約
0.025英寸- 大約0.035英寸，硬度是大約邵氏D80或更小，更優(yōu)選70或更小，和最優(yōu)選大約60或更小。這種方案中內(nèi)覆層硬于外覆層。一種優(yōu)選的外覆層是鈣穩(wěn)定的或者反應注塑聚氨酯、聚脲或者其共聚物、混合物或雜合物，具有大約40-大約50的邵氏D硬度。在另外一種多層覆層中，雙芯實施方案，該外覆層和內(nèi)覆層材料和厚度是相同的，但是硬度范圍相反，即，外覆層硬于內(nèi)覆層。對于這種較硬外覆層/較軟內(nèi)覆層實施方案，上述離聚物樹脂優(yōu)選被用作外覆層材料。
[0091]高爾夫球結(jié)構(gòu)[0092]本發(fā)明的高爾夫球的實心芯可以使用任何合適的常規(guī)技術(shù)來制造，例如諸如壓塑或注塑。典型的，該內(nèi)芯是通過壓塑一塊未固化的或者輕微固化的聚丁二烯橡膠材料成為球形結(jié)構(gòu)來形成的。包圍內(nèi)芯的外芯是通過在內(nèi)芯上模制組合物來形成的?？梢允褂脡核芑蜃⑺芗夹g(shù)。然后施用中間層和/或覆層。在這個步驟之前，芯結(jié)構(gòu)可以表面處理來提高它的外表面和將要施用到該芯上的接下來的層之間的附著性。這樣的表面處理可以包括機械或者化學研磨該芯的外表面。例如該芯可以進行電暈放電、等離子體處理、硅烷浸潰或者本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他處理方法。
[0093]該覆層是在芯或者球組件(芯結(jié)構(gòu)和位于該芯周圍的任何中間層)上使用合適的技術(shù)來形成的，例如諸如壓塑、擋板模塑(flip-molding)、注塑、可伸縮銷注塑、反應注塑(RIM)、液體注塑、澆鑄、噴射、粉末涂覆、真空成形、流涂、浸潰、旋涂等。優(yōu)選每個覆層分別在球組件上形成。例如乙烯酸共聚物離聚物組合物可以注塑來生產(chǎn)半殼。可選擇的，該離聚物組合物可以放入壓縮模具中，并且在足夠的壓力、溫度和時間下模制來產(chǎn)生半球形殼。該光滑表面的半球殼然后置于壓塑模具中的球組件周圍。在足夠的加熱和壓力下，該殼熔合在一起來形成包圍所述組件的內(nèi)覆層。在另外一種方法中，使用可伸縮銷注塑將該離聚物組合物直接注塑到芯上。包含聚氨酯或者聚脲組合物的外覆層可以使用澆鑄方法來形成。
[0094]例如在一種澆鑄方法的方案中，將反應性聚氨酯預聚物和擴鏈劑(固化劑)的液體混合物傾倒入下和上模腔中。然后將高爾夫球組件以受控的速度落入該反應性混合物中。球吸盤能夠經(jīng)由減壓或者部分真空將該球組件保持在適當位置上。在該反應性混合物足夠凝膠化之后(典型的大約4-大約12秒)，除去真空，并且將該中間球釋放到模腔中。然后在足夠的壓力和加熱下將上模腔和下模腔密配。當該聚氨酯預聚物和擴鏈劑混合時發(fā)生了放熱反應，并且這持續(xù)到該覆層材料包封和凝固在該球組件周圍為止。最后，將該模制的球在模具中冷卻，并且當該模制的覆層足夠硬時除去，以使得它能夠不變形的進行處理。
[0095]在該高爾夫球從模具中除去后，它們可以使用現(xiàn)有技術(shù)已知的技術(shù)進行修飾步驟例如閃蒸修整、表面處理、標記、涂覆等。例如在傳統(tǒng)的白色著色高爾夫球中，帶有白色顏料的覆層可以使用合適的方法例如諸如電暈、等離子體或者紫外(UV)光處理來進行表面處理。然后，標記如商標、符號、標志圖、字母等可以使用移印(pad-printing)、噴墨印刷、染料升華或者其他合適的印刷方法印刷到球的覆層上。將透明表面涂層(例如底漆和面涂層，其可以包含熒光增白劑)施用到覆層上。所形成的高爾夫球具有光澤和耐久性飾面。
[0096]在另外一種修飾方法中，將該高爾夫球用一種或多種油漆涂料進行涂漆。例如白色底漆可以首先施用到球的表面，然后將白色面涂漆可以施用到該底漆上。當然，該高爾夫球可以用其他顏色如紅色、藍色、橙色和黃色進行涂漆。如上所述，標記例如商標和標志圖可以施用到該高爾夫球的涂漆覆層上。最后，透明表面涂層可以施用到該覆層來提供光澤外觀和保護球上印刷的任何標志圖和其他標記。
[0097]不同的球結(jié)構(gòu)可以使用本發(fā)明的芯結(jié)構(gòu)來制造，如上述圖1和2所示。這樣的高爾夫球設(shè)計包括例如3層、4層和5層設(shè)計。應當理解圖1和2所示的高爾夫球僅僅是用于說明性目的，并不表示限制性的。其他高爾夫球結(jié)構(gòu)可以根據(jù)本發(fā)明來制造。
[0098]測試方法
[0099]硬度。芯的中心硬度是根據(jù)下面的程序獲得的。將該芯輕輕壓入內(nèi)徑大致稍小于該芯直徑的半球形支座中，以使得該芯保持在該支座半球部分的適當位置上，同時離開曝露的芯的幾何中心平面。通過摩擦將該芯固定在該支座中，以使得它在切割和研磨步驟過程中將不移動，但是該摩擦不能過大，以至于將導致所述芯的自然形狀發(fā)生扭曲。固定該芯，以使得該芯的分縫線大致平行于支座頂部。在固定之前，在這個方向90度上測量所述芯的直徑。還進行了從支座底部到芯頂部的測量，來提供將來計算的參考點。使用帶鋸或者其他適當?shù)那懈罟ぞ咴谠撔酒芈兜膸缀沃行纳陨咸庍M行了粗切割，確保該芯在這個步驟過程中在支座中不移動。將該芯仍然處于支座中的其余部分固定到表面研磨機的底座上。將曝露的“粗糙”表面研磨成光滑的平坦表面，露出該芯的幾何中心，其可以通過測量從支座底部到所述芯曝露的表面的高度來驗證，確保上面測量的該芯初始高度的準確一半已經(jīng)被除去到0.004英寸內(nèi)。將該芯留在支座中，用中心方塊找出該芯的中心，并且仔細標記，在該中心標記處根據(jù)ASTM D-2240測量硬度。在距離該芯的中心任意距離處的另外的硬度測量然后可以如下來進行:從該中心標記畫出徑向朝外的線，并測量沿著該線的任何給定距離處的硬度，典型的是從該中心以2mm增量進行測量。在從該中心特定距離處的硬度應當沿著分別位于180°分開或者90°分開的至少兩個，優(yōu)選四個放射臂來測量，然后平均。進行了在通過幾何中心的平面上進行的全部硬度測量，同時該芯仍然處于支座中，并且沒有擾亂它的定向，這樣測試表面一直平行于支座底部，和因此也平行于硬度計適當排列的底部。
[0100]高爾夫球?qū)拥耐獗砻嬗捕仁窃谠搶拥膶嶋H外表面上測量的，并且是由在相反的半球上取得的多個測量值的平均來獲得的，要小心避免在所述芯的接縫線上或者在表面缺陷上如孔或者凸起上進行測量。硬度測量是按照ASTM D-2240 “Indentation Hardness ofRubber and Plastic by Means of a Durometer”來進行的。由于是曲表面，必須仔細來確保在獲得表面硬度讀數(shù)之前，高爾夫球或者高爾夫球組件在壓痕硬度計下居中。使用一種校正的數(shù)字硬度計(能夠讀取到0.1硬度單位)用于硬度測量。該數(shù)字式硬度計必須連接至IJ，并且它的底部平行于自動臺的底部。硬度計上的重量和侵蝕速率符合ASTM D-2240。
[0101]在某些實施方案中，沿著“正”或“負”梯度所測量的一點或多點會高于或者低于通過該梯度和它的最外和最內(nèi)硬度值的線擬合。在一種可選擇的優(yōu)選的實施方案中，沿著特別陡峭的“正”或“負”梯度的最硬的點會高于內(nèi)芯(幾何中心)或外芯層(內(nèi)表面)最內(nèi)部分的值，只要最外點(即，內(nèi)芯外表面)大于(對于“正”來說)或者低于(對于“負”來說)該最內(nèi)點(即，內(nèi)芯的幾何中心或者外芯層的內(nèi)表面)，以使得該“正”和“負”梯度保持原樣就行。
[0102]如上所述，高爾夫球?qū)拥挠捕忍荻确较蚴峭ㄟ^在具體層的外和內(nèi)表面處取得的硬度測量值差異來定義的。單芯球中的內(nèi)芯的中心硬度和內(nèi)芯外表面的硬度或者外芯層很容易根據(jù)上面提供的測試程序來測定。如果測量是在用另外的芯層包圍所述層之前進行，則雙芯球中內(nèi)芯層(或者其他任選的中間芯層)外表面也容易根據(jù)這里給出的用于測量高爾夫球?qū)油獗砻嬗捕鹊某绦騺頊y定。一旦另外的芯層包圍了所關(guān)注的層，則任何內(nèi)或者中間層的內(nèi)和外表面硬度會難以測定。所以在本發(fā)明中，當內(nèi)層被另外一種芯層包圍后需要芯層的內(nèi)或者外表面硬度時，使用上述用于測量距離界面Imm處的點的測試程序。
[0103]同樣應當理解在“材料硬度”和“直接在高爾夫球上測量的硬度”之間存在著原理的差異。在本發(fā)明中，材料硬度是根據(jù)ASTM D2240來測量的，并且通常包括測量由該材料形成的平坦的“厚片”或“鈕扣”的硬度。直接在高爾夫球(或者其他球形表面)上測量的表面硬度典型的產(chǎn)生了不同的硬度值?！氨砻嬗捕取焙汀安牧嫌捕取敝档牟町悮w因于幾個因素，包括但不限于球結(jié)構(gòu)(即，芯類型、芯和/或覆層數(shù)目等)、球(或球體)直徑和相鄰層的材料組成。還應當理解兩種測量技術(shù)不是線性相關(guān)的，因此一種硬度值不會容易的與另一相關(guān)。邵氏硬度(例如邵氏C或者邵氏D硬度)是根據(jù)測試方法ASTM D-2240來測量的。
[0104]壓縮。如.TeffDalton 的 Compression by Any Other Name, Science and Golf IV,Proceedings of the World Scientific Congress of Golf (Eric Thain ed.,Routledge,2002) ( “J.Dalton”)中所述，幾種不同的方法可以用于測量壓縮，包括Atti壓縮、Riehle壓縮、在多個固定負荷和偏移處的負荷/撓曲測量、和有效模量。在本發(fā)明中，“壓縮”指的是Atti壓縮，并且是根據(jù)已知的程序，使用Atti壓縮測試裝置來測量的，其中使用活塞來在彈簧上壓縮球。固定活塞的行進，并且測量彈簧的撓曲。彈簧撓曲的測量不是由它與球接觸開始的；而是存在著彈簧撓曲的大約第一 1.25mm(0.05英寸)的補償。非常低剛性的芯將不引起彈簧撓曲大于1.25_，所以具有零壓縮測量值。設(shè)計Atti壓縮測試儀來測量直徑42.7mm(l.68英寸)的物體；因此較小的物體例如高爾夫球芯必須墊高到42.7mm的總高度，來獲得精確讀數(shù)。從Atti壓縮向Riehle (芯)'Riehle (球)、IOOkg撓曲、130_10kg撓曲或者有效模量的轉(zhuǎn)化可以根據(jù)J.Dalton中給出的式來進行。壓縮可以如McNamara等人的美國專利7777871所述來測量，其公開內(nèi)容在此引入作為參考。
[0105]復原系數(shù)(“COR”)。COR是根據(jù)已知的程序測定的，其中將高爾夫球或者高爾夫球組件(例如高爾夫球芯)以兩個給定的速度從空氣炮中發(fā)射，使用125ft/s的速度來計算。彈道遮光板位于空氣炮和處于固定距離的鋼板之間來測量球速度。當球朝著鋼板運行時，它激活了每個遮光板，并且測量球在每個遮光板的時間。這提供了與球的引入速度成反比例的引入通過時間。球沖擊鋼板并且回彈，這樣它再次穿過遮光板。當回彈球激活了每個遮光板時，測量在每個遮光板處的球時間。這提供了與球的離開速度成反比例的離開通過時間。COR然后作為球離開通過時間與球引入通過時間之比來計算(COR=Vsff/VglA =Tgl
入/T離開)°
[0106]當在這里闡述數(shù)值下限和數(shù)值上限時，預期的是可以使用這些值的任意組合。不同于在操作實施例中，或者除非另有明確規(guī)定，否則全部的數(shù)值范圍、量、值和百分比例如用于說明書中的材料和其他的量的那些可以視同用措辭“大約”前綴來解讀，即使措辭“大約”不會明確與所述值、量或者范圍一起出現(xiàn)。因此除非有相反指示，否則說明書和附加的權(quán)利要求中所述的數(shù)字參數(shù)是近似的，其可以根據(jù)本發(fā)明尋求獲得的期望的性能來變化。
[0107]全部的專利、公開文獻、測試程序以及這里引用的其他參考文獻，包括優(yōu)選權(quán)文獻，是以這樣的程度充分引入作為參考的，即，該公開文獻不與本發(fā)明相矛盾，并且用于這樣的引入允許的全部的權(quán)限中。
[0108]應當理解這里所述和所示的組合物和高爾夫球產(chǎn)品僅僅代表了本發(fā)明的一些實施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解可以對所述組合物和產(chǎn)品進行不同的改變和增加，而不脫離本發(fā)明的主旨和范圍。它的目的是用附加的權(quán)利要求覆蓋全部這樣的實施方案。
【權(quán)利要求】
1.一種具有多層的芯的高爾夫球，其包含: i)包含金屬材料的內(nèi)芯，該內(nèi)芯具有大約0.100-大約1.100英寸的直徑、比重(SG#)和外表面硬度(H巾心<B)和中心硬度(H巾心材料)，該H巾心<B大于H巾心材料來提供正硬度梯度； ?)包含熱塑性材料的外芯層，該外芯層位于內(nèi)芯的周圍，并且具有大約0.200-大約1.200英寸的厚度、比重(SG外)和40-85邵氏D的外表面硬度((H外芯__)和42-87邵氏D的內(nèi)表面硬度，該等于或小于Η#.#.!!}來提供零或者負硬度梯度，其中SG@大于SG,,并且該內(nèi)芯層的直徑小于該外芯層的厚度；和 iii)覆層， 其具有位于該多層的芯周圍的至少一層。
2.權(quán)利要求1的高爾夫球，其中該內(nèi)芯的金屬材料是選自下面的金屬:銅、鋼、黃銅、鎢、鈦、鋁、鎂、鑰、鈷、鎳、鐵、錫、青銅、銀、金和鉬及其合金和組合。
3.權(quán)利要求1的高爾夫球，其中該內(nèi)芯的直徑是大約0.100-大約0.500英寸和比重是大約 1.60-大約 6.25g/CC0
4.權(quán)利要求1的高爾夫球,其中該內(nèi)芯的直徑是大約0.30-大約0.80英寸和比重是大約 1.80-大約 5.00g/cc。
5.權(quán)利要求1的高爾夫球，其中Ht心是大約44-大約74邵氏D。
6.權(quán)利要求1的高爾夫球，其中該外芯層包含選自下面的熱塑性材料:乙烯酸共聚物離聚物、聚酯、聚酰胺、聚酰胺-醚、聚酰胺-酯、聚氨酯、聚脲、含氟聚合物、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚醚、聚酰亞胺、聚醚酮、聚酰胺酰亞胺及其混合物。
7.權(quán)利要求6的高爾夫球，其中該熱塑性材料是含有酸基團的乙烯酸共聚物，以使得70%或更少的酸基團被中和。
8.權(quán)利要求6的高爾夫球，其中該熱塑性材料是含有酸基團的乙烯酸共聚物，以使得大于70%的酸基團被中和。
9.權(quán)利要求8的高爾夫球，其中90%或更大的酸基團被中和。
10.權(quán)利要求7或者8的高爾夫球，其中該酸基團是用金屬陽離子鹽中和的。
11.權(quán)利要求10的高爾夫球,其中該金屬陽離子選自Zn、Na、L1、K、Ca、Mg、N1、Mn、Cu、Ti和Al及其混合物。
12.權(quán)利要求7或者8的高爾夫球，其中該乙烯酸共聚物選自乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸乙酯、乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸甲酯；乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸正丁酯和乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸異丁酯共聚物。
13.權(quán)利要求1的高爾夫球，其中該外芯層的厚度是大約0.250-大約0.750英寸和比重是大約0.60-大約4.10g/cco
14.權(quán)利要求1的高爾夫球，其中是大約40-大約70邵氏D。
15.權(quán)利要求1的高爾夫球，其中該多層的芯的比重是大約1.10-大約5.75g/cc。
16.權(quán)利要求1的高爾夫球，其中該內(nèi)芯的正硬度梯度是大約3-大約20邵氏D單位。
17.權(quán)利要求1的高爾夫球，其中該外芯的零或者負硬度梯度是大約O-大約負15邵氏D單位。
18.權(quán)利要求1的高爾夫球，其中該覆層是厚度為大約0.015-大約0.090英寸的單層，并且由熱塑性或者熱固性材料形成。
19.權(quán)利要求1的高爾夫球，其中該覆層包含內(nèi)覆層和外覆層，每個覆層具有表面硬度，其中內(nèi)覆層的表面硬度大于外覆層的表面硬度。
20.權(quán)利要求1的高爾夫球，其中該覆層包含內(nèi)覆層和外覆層，每個覆層具有表面硬度，其中外覆層的表面硬度大于內(nèi)覆層的表面硬度。
21.—種具有多層的芯的高爾夫球,其包含: i)包含金屬材料的內(nèi)芯，該內(nèi)芯具有大約0.100-大約1.100英寸的直徑、比重(SG#)和外表面硬度(H巾心<B)和中心硬度(H巾心材料)，該H巾心<B大于H巾心材料來提供正硬度梯度； ?)包含熱塑性材料的外芯層，該外芯材料位于內(nèi)芯的周圍，并且具有大約0.200-大約1.200英寸的厚度、比重(SG外)和43-88邵氏D的外表面硬度((H外芯__)和40-85邵氏D的內(nèi)表面硬度(H外芯的內(nèi)表面)，該H外芯的外表面大于H外芯的內(nèi)表面來提供正硬度梯度，其中SG內(nèi)大于SG,，并且該內(nèi)芯層的直徑小于該外芯層的厚度；和 iii)覆層，其具有位于該多層的芯周圍的至少一層。
22.權(quán)利要求21的高爾夫球，其中該內(nèi)芯的金屬材料是選自下面的金屬:銅、鋼、黃銅、鎢、鈦、鋁、鎂、鑰、鈷、鎳、鐵、錫、青銅、銀、金和鉬及其合金和組合。
23.權(quán)利要求21的高爾夫球，其中該內(nèi)芯的直徑是大約0.100-大約0.500英寸和比重是大約1.60-大約6.25g/cc。
24.權(quán)利要求21的高爾夫球，其中該外芯層的厚度是大約0.250-大約0.750英寸和比重是大約0.60-大約4.10g/cco
25.—種具有多層的芯的高爾夫球，其包含: i)包含金屬材料的內(nèi)芯，該內(nèi)芯具有大約0.100-大約1.100英寸的直徑、比重(SG#)和外表面硬度(Ηφ心mg)和中心硬度(Hφ心；)，該Hφ心mg等于或小于Hφ心；來提供零或者負硬度梯度；和 ?)包含熱塑性材料的外芯層，該外芯層位于內(nèi)芯的周圍，并且具有大約0.200-大約.1.200英寸的厚度、比重(SG外)和40-85邵氏D的外表面硬度((H外芯__)和42-87邵氏D的內(nèi)表面硬度，該等于或小于Η#.#.!!}來提供零或者負硬度梯度，其中SG@大于SG,,并且該內(nèi)芯層的直徑小于該外芯層的厚度；和 iii)覆層，其具有位于該多層的芯周圍的至少一層。
26.權(quán)利要求25的高爾夫球，其中該內(nèi)芯的金屬材料是選自下面的金屬:銅、鋼、黃銅、鎢、鈦、鋁、鎂、鑰、鈷、鎳、鐵、錫、青銅、銀、金和鉬及其合金和組合。
27.權(quán)利要求25的高爾夫球，其中該內(nèi)芯的直徑是大約0.100-大約0.500英寸和比重是大約1.60-大約6.25g/cc。
28.權(quán)利要求25的高爾夫球，其中該外芯層的厚度是大約0.250-大約0.750英寸和比重是大約0.60-大約4.10g/cco
29.—種具有多層的芯的高爾夫球，其包含: i)包含金屬材料的內(nèi)芯，該內(nèi)芯具有大約0.100-大約1.100英寸的直徑、比重(SG#)和外表面硬度(Ηφ心mg)和中心硬度(Hφ心；)，該Hφ心mg等于或小于Hφ心；來提供零或者負硬度梯度；和 ?)包含熱塑性材料的外芯層，該外芯層位于內(nèi)芯的周圍，并且具有大約0.200-大約.1.200英寸的厚度、比重(SG外)和43-88邵氏D的外表面硬度((H外芯__)和40-85邵氏D的內(nèi)表面硬度(H
外芯的肖麵)，該H外:E的外麵大于H外芯__來提供正硬度梯度,其中SGrt大于SG,，并且該內(nèi)芯層的直徑小于該外芯層的厚度；和 iii)覆層，其具有位于該多層的芯周圍的至少一層。
30.權(quán)利要求29的高爾夫球，其中該內(nèi)芯的金屬材料是選自下面的金屬:銅、鋼、黃銅、鎢、鈦、鋁、鎂、鑰、鈷、鎳、鐵、錫、青銅、銀、金和鉬及其合金和組合。
31.權(quán)利要求29的高爾夫球，其中該內(nèi)芯的直徑是大約0.100-大約0.500英寸和比重是大約1.60-大約6.25g/cc。
32.權(quán)利要求29的高爾夫球，其中該外芯層的厚度是大約0.250-大約0.750英寸和比重是大約0.60-大約4.10g/cc。
【文檔編號】A63B37/00GK103657012SQ201310405677
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月12日
【發(fā)明者】邁克爾·J·沙利文, 馬克·L·比內(nèi)特 申請人:阿庫施耐特公司