專利名稱：高爾夫球用膠料和高爾夫球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于制造高爾夫球的橡膠配制劑和膠料。本發(fā)明還涉及其內(nèi)芯是由該膠料制造的高爾夫球。
本發(fā)明特別涉及，但不限于此，用于進(jìn)行小型室內(nèi)高爾夫球運(yùn)動(dòng)的高爾夫球，參照其實(shí)例應(yīng)用很容易敘述這種高爾夫球。然而，不言而喻，本發(fā)明并不限于其在室內(nèi)高爾夫運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用，事實(shí)上，所述膠料和球能夠用于無數(shù)其它應(yīng)用，包括應(yīng)用于室外高爾夫運(yùn)動(dòng)。
高爾夫運(yùn)動(dòng)是一種非常普及的運(yùn)動(dòng)，并且其普及程度正在與日俱增。這意味著強(qiáng)烈需要有打高爾夫球的設(shè)施。然而，標(biāo)準(zhǔn)高爾夫競技場占有的面積很大，因此在許多場合和地方難以建成18個(gè)孔的全長高爾夫球場。另外，如果高爾夫球場建在城外和鄉(xiāng)間，那末高爾夫運(yùn)動(dòng)員前往球場可能有困難且很費(fèi)時(shí)間。還有世界上許多國家的氣候條件，在一年之中有許多個(gè)月，不適于在標(biāo)準(zhǔn)室外運(yùn)動(dòng)場進(jìn)行高爾夫運(yùn)動(dòng)。
所以，潛在著進(jìn)行室內(nèi)高爾夫運(yùn)動(dòng)的巨大需求，室內(nèi)球場可位于運(yùn)動(dòng)設(shè)施場地不大的人口密集區(qū)。還存在著在縮小的室外運(yùn)動(dòng)場進(jìn)行小型高爾夫運(yùn)動(dòng)的需求。
本申請(qǐng)人已經(jīng)開發(fā)了一種小型高爾夫運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，公開在其國際專利申請(qǐng)PCT/AU 09/00398。該說明書的全部內(nèi)容明確地引入本文件，作為交叉參考。該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)包括將球自發(fā)球區(qū)對(duì)著回彈墻打出，球自回彈墻彈回到位于發(fā)球區(qū)和回彈墻之間的綠地中。球的回彈距離與球?qū)Φ臎_擊特性有關(guān)，如高爾夫球的速度和軌跡。墻是剛性的，而球是特殊設(shè)計(jì)的、在碰到墻上時(shí)動(dòng)能有所損失。其效果在于，該球不象標(biāo)準(zhǔn)高爾夫球能回彈得那么遠(yuǎn)，使運(yùn)動(dòng)適于在室內(nèi)進(jìn)行。
為了使該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)有持久的吸引力，且能與大型高爾夫運(yùn)動(dòng)媲美，顯然，非常重要的是，任何一擊高爾夫球的結(jié)果都反映打球者的技術(shù)和這任何一擊高爾夫球質(zhì)量。還希望，該球具有標(biāo)準(zhǔn)高爾夫球的外觀和觸覺，以及在用高爾夫桿擊球時(shí)，產(chǎn)生與標(biāo)準(zhǔn)高爾夫球相同的感覺。
以前，申請(qǐng)人使用了一種具有中空內(nèi)芯的彈性球，例如，象易壓扁的球，該球由硬涂層圍繞，該涂層是象標(biāo)準(zhǔn)高爾夫球那樣硬的，但是仍然能夠發(fā)生很大變形。
然而，這種球往往變得太熱，特別是在熱的環(huán)境下，和當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，該球由墻反彈太強(qiáng)。這樣很可能一次平常的高爾夫擊球卻能出現(xiàn)良好結(jié)果，所以有損于運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。另外，對(duì)于本申請(qǐng)人的球而言，標(biāo)準(zhǔn)高爾夫球所產(chǎn)生的高爾夫球?qū)Ω郀柗驐U的脆感(crispfeel)，則隨著時(shí)間的推移而減弱。
所以，如果能夠研制出一種沒有現(xiàn)有球的缺點(diǎn)的球，那末應(yīng)該是有益的。申請(qǐng)人為了制造出滿足這種技術(shù)要求的球，進(jìn)行了大量的研究工作，但是均沒有成功。另外，申請(qǐng)人為了制造高爾夫球還與高爾夫球制造商合作，但是也沒成功。因此，必須主動(dòng)進(jìn)行和完成新球的開發(fā)。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種硫化膠料，包含丁基聚合物(butyl polymer)和至少一種用于改進(jìn)聚合物回彈性的填料。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)丁基聚合物是適宜的，因?yàn)樗哂械偷幕貜椣禂?shù)或回彈性，尤其是在5℃～40℃下。這對(duì)于本申請(qǐng)人提出的運(yùn)動(dòng)而制造的高爾夫球是必須的性能，因?yàn)樵撨\(yùn)動(dòng)是在小型場地進(jìn)行，回彈距離必須大大低于標(biāo)準(zhǔn)高爾夫球。即，在沖擊期間必須從高爾夫球吸收大量的能量。
優(yōu)選所述聚合物是鹵化丁基聚合物，例如氯化丁基聚合物或溴化丁基聚合物。
優(yōu)選所述填料是炭黑，如N220炭黑或N339炭黑。優(yōu)選炭黑在膠料中的存在量是丁基聚合物的80～100wt％，更優(yōu)選為丁基聚合物的83～87wt％，更優(yōu)選為丁基聚合物的85～95wt％，最優(yōu)選88～92wt％例如，約90％。
炭黑是增強(qiáng)填料，此外還有改進(jìn)膠料的硬度、回彈性和其它物理性能的作用。
膠料可以包含至少一種另外的填料，例如重晶石和/或高嶺土。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于形成彈性膠料的橡膠配制劑，該配制劑包含丁基聚合物；與丁基聚合物混合的填料；和用于將填料均勻分布在聚合物中的均化劑。
丁基聚合物可以包括任何一種或多種上述的關(guān)于本發(fā)明第一方面的優(yōu)選特征。同樣，填料也可以包括任何一種或多種上述的關(guān)于本發(fā)明第一方面的優(yōu)選特征。
例如，丁基聚合物可以是氯化丁基聚合物或溴化丁基聚合物，而填料可以是炭黑，例如N220或N339。
一般，配制劑還包括硫化劑，以便在加工橡膠配制劑期間將其硫化形成橡膠。這些硫化劑可以包括氧化鋅和/或硫化合物如二硫化物，例如促進(jìn)劑如二硫化四甲基秋蘭姆和2-二硫代二苯并噻唑。
硫化劑促進(jìn)聚合物鏈例如通過硫橋進(jìn)行交聯(lián)。
均化劑也可以包括STRUTKOL 40MS，其促使所有成分混合到聚合物中。
配制劑也可以包括促進(jìn)配制劑混合和模壓的試劑，例如脂肪酸和硬脂酸的共混物。另外，混合和模壓試劑可以包括石臘油或環(huán)烷油，如PROPAR。這些油有利于配制劑混合。
配制劑也可以包括有助于混合的微晶蠟。
按照本發(fā)明的還有的一方面，提供一種用于高爾夫球的模壓彈性內(nèi)芯，該芯包含的膠料含有丁基聚合物和至少一種用于改進(jìn)該聚合物回彈性的填料。
丁基聚合物和填料可以包括任何一種或多種上述的關(guān)于本發(fā)明第一方面的優(yōu)選特征。
按照本發(fā)明的再有的另一方面，本文提供一種高爾夫球，其包括模壓彈性內(nèi)芯，其由包含丁基聚合物和至少一種用于改進(jìn)聚合物回彈性的填料的膠料制成；和圍繞該內(nèi)芯的外層。
內(nèi)芯的聚合物和填料可以包括任何一種或多種上述的關(guān)于本發(fā)明第一方面的優(yōu)選特征。
外層一般是具有波紋的，其厚度和其它性能類似于普通高爾夫球的外層。該高爾夫球具有與普通高爾夫球類似的尺寸，還具有類似于普通高爾夫球的外觀。
在一種優(yōu)選的形式中，芯聚合物是氯化丁基聚合物或溴化丁基聚合物，填料是炭黑，如N220或N339。
優(yōu)選外層是離子鍵交聯(lián)聚合物，如SURLYN。
按照本發(fā)明的再有的另一方面，本文提供了一種制造高爾夫球的方法，該方法包括提供一個(gè)橡膠配制劑，其包括丁基聚合物和至少一種用于改進(jìn)聚合物回彈性的填料；混煉所述配料，使填料均勻分布在聚合物中；經(jīng)開煉機(jī)壓煉該配料以形成膠片；和擠壓橡膠經(jīng)壓出口型形成壓出制品。
一般，配制劑組分是固態(tài)或粉末狀的，并且是可流動(dòng)的。
一般，該方法包括在混煉步驟中，將均化劑加入配料中，以便使炭黑填料均勻分散在丁基聚合物中。
一般說，混煉步驟包括將配料共混，如在密煉機(jī)中進(jìn)行，然后卸料喂入開煉機(jī)中，再卸下膠片形成母膠。
一般說，混煉步驟還包括將母膠再喂入開煉機(jī)，使其均勻混合，然后將最終膠料壓片，再將膠片用于擠壓步驟。
一般說，在母膠再喂入開煉機(jī)時(shí)，加入促進(jìn)劑。
一般說，在母膠再喂入開煉機(jī)之前，例如采用冷卻風(fēng)道和/或浸漬溶液使其冷卻。
有利的是，該方法還包括膠坯切割步驟，以便在壓出步驟之后由壓出制品制造高爾夫球內(nèi)芯，還包括下面的步驟將膠坯置于模具之中，并加熱至140℃以上，以便模壓制內(nèi)芯。優(yōu)選內(nèi)芯在155℃以上模壓，例如約160℃。
優(yōu)選該方法另外還包括在內(nèi)芯表面上模壓離子鍵交聯(lián)聚合物外層，以形成高爾夫球外層，例如采用注壓法。
按照本發(fā)明的膠料和高爾夫球可以呈現(xiàn)為各種類型。下文詳述了本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)例。然而，不言而喻，這種詳述中的具體實(shí)例并不替代前述的一般性。
按照本發(fā)明的幾種配料，經(jīng)混合和固化，制出按照本發(fā)明的膠料。下文敘述模壓成內(nèi)芯的一些實(shí)例配制劑。
實(shí)例1實(shí)例1所用的配制劑組分如下表所示。
術(shù)語每百份的份數(shù)定義為其它組分的重量對(duì)聚合物重量的百分比。申請(qǐng)人提出該計(jì)量方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知，不需另外詳述。
除了固化劑以及脂肪酸共混物之外，配料都在密煉機(jī)中進(jìn)行混合。加工助劑有助于將炭黑均勻混合在氯化丁基聚合物中。除了本身是液體的油之外，各組份大多為可流動(dòng)的固體。
然后，將橡膠配制物從密煉機(jī)卸下再喂入開煉機(jī)。然后，將軟的和柔順的/可成形的橡膠在開煉機(jī)中的兩個(gè)輥之間壓煉，形成包含母膠的膠片?；鞜掃^程是放熱的，其結(jié)果是橡膠升溫至100℃以上。
然后將母膠冷卻24hr，此后將其返回到開煉機(jī)中，它使混煉膠升溫。再將促進(jìn)劑加到混煉膠中，并進(jìn)行充分混煉。然后使混煉膠通過壓輥，將最終膠料壓片成片材形式，并使其在存放板上冷卻。
此后，擠出橡膠成為約30mm直徑的實(shí)心圓柱形條。在此時(shí)橡膠還沒有硫化，因?yàn)樵诨鞜挏囟认铝蚧^程進(jìn)行得緩慢。然后，采用具有所要求間距的橫向切片機(jī)，將這些條切成料坯。再把料坯置于模具中，以便模壓出高爾夫球的芯。
所切出的料坯比模具稍大，這樣在料坯裝于模具中時(shí)，存在一些壓縮壓力。在模壓過程中，把任何多余的物料從模具擠出。然后，將橡膠在模具中加熱至約160℃以熱固法模壓3～7min。在該過程中，發(fā)生硫化反應(yīng)，例如交聯(lián)。
然后，從模具中取出內(nèi)芯。此后，將SURLYN外層施加到內(nèi)芯上，從而制出具有波紋外表面的最終高爾夫球制品。這是經(jīng)注壓法完成的。
實(shí)例2實(shí)例2中使用的配制劑如下表所示。
象實(shí)例1那樣，該配制劑用于制造高爾夫球芯。然后，按照申請(qǐng)人的室內(nèi)高爾夫球運(yùn)動(dòng)，測試用實(shí)例1和2中的配制劑制造的球。
另外的實(shí)例，配制劑采用了N220炭黑，發(fā)現(xiàn)得到了更好的結(jié)果。這些另外的實(shí)例中的一些沒有用高嶺土和重晶石，但是其它方面與實(shí)例1和2的組成類似。
這些實(shí)例的上述高爾夫球在撞擊到墻上時(shí)，受到的能量損失大小適宜，使得回彈距離減短。其原因在于使用了特殊的鹵化丁基聚合物/炭黑混煉膠。而當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)高爾夫球自墻回彈時(shí)，能量損失則非常小。
上述球的優(yōu)點(diǎn)是，這種球在溫度改變的情況下，離開回彈墻時(shí)也有可重現(xiàn)回彈特性。另外該球的回彈性能不隨著運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行而改變，以致在運(yùn)動(dòng)進(jìn)行15～20min之后，回彈性沒有顯著增加。
當(dāng)然，會(huì)認(rèn)識(shí)到，上述內(nèi)容僅僅是通過本發(fā)明的說明性實(shí)例而得到的，作為本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的所有改進(jìn)和變更，均視為在本文所提出的本發(fā)明寬的范圍和界限之中。
權(quán)利要求
1．一種膠料，其包含丁基聚合物；和至少一種用于改善聚合物回彈性的填料。
2．按照權(quán)利要求1的膠料，其中丁基聚合物是鹵化丁基聚合物。
3．按照權(quán)利要求2的膠料，其中所述聚合物是氯化丁基聚合物或溴化丁基聚合物。
4．按照權(quán)利要求1～3中任何一項(xiàng)的膠料，其中填料是炭黑。
5．按照權(quán)利要求4的膠料，其中炭黑是N220。
6．按照權(quán)利要求5的膠料，其中炭黑為丁基聚合物的80～100wt％。
7．按照權(quán)利要求6的膠料，其中炭黑為丁基聚合物的88-92wt％。
8．按照權(quán)利要求4～7中任何一項(xiàng)的膠料，其包含至少一種另外的填料，所述填料是重晶石和/或高嶺土。
9．一種形成回彈性膠料的橡膠配制劑，該配制劑包括丁基聚合物；與丁基聚合物混合的填料；和用于使填料與聚合物均化的均化劑。
10．按照權(quán)利要求9的橡膠配制劑，其中丁基聚合物和填料按權(quán)利要求2～9中任何一項(xiàng)進(jìn)行限定。
11．按照權(quán)利要求9或權(quán)利要求10的橡膠配制劑，其還包括硫化劑，以用于將橡膠配制劑在加工期間硫化形成橡膠。
12．按照權(quán)利要求10或權(quán)利要求11的橡膠配制劑，其中硫化劑包括氧化鋅和/或硫化合物如二硫化物。
13．按照權(quán)利要求12的橡膠配制劑，其中硫化合物包括二硫化四甲基秋蘭姆和/或2,2-二硫代二苯并噻唑。
14．按照權(quán)利要求9～13中任何一項(xiàng)的橡膠配制劑，其中均化劑包括稱作STRUTKOL 40MS的化合物。
15．按照權(quán)利要求9～14中任何一項(xiàng)的橡膠配制劑，其包括促進(jìn)配料混合和模壓的試劑。
16．按照權(quán)利要求15的橡膠配制劑，其中混合和模壓試劑包括脂肪酸的共混物。
17．按照權(quán)利要求16的橡膠配制劑，其中脂肪酸之一是硬脂酸。
18．按照權(quán)利要求15～17中任何一項(xiàng)的橡膠配制劑，其中混合和模壓試劑還包括諸如石蠟油和/或環(huán)烷油的油。
19．按照權(quán)利要求15～18中任何一項(xiàng)的橡膠配制劑，還包括微晶蠟。
20．一種高爾夫球，其包括由膠料制造的模壓彈性內(nèi)芯，所述膠料包含丁基聚合物和至少一種用于改進(jìn)聚合物回彈性的填料，和圍繞所述內(nèi)芯的外層。
21．按照權(quán)利要求20的高爾夫球，其中所述外層有皺紋，其厚度和其它性能均與普通高爾夫球外層類似。
22．按照權(quán)利要求20或權(quán)利要求21的高爾夫球，其中彈性芯的膠料含的聚合物是氯化丁基聚合物或溴化丁基聚合物，而其填料包括炭黑。
23．按照權(quán)利要求22的高爾夫球，其中炭黑為丁基聚合物的88～92wt％。
24．按照權(quán)利要求20～23中任何一項(xiàng)的高爾夫球，其中外層由離子鍵交聯(lián)聚合物化合物制造。
25．按照權(quán)利要求24的高爾夫球，其中外層由稱作SURLYN的材料制造。
全文摘要
公開了一種特別適用于小型高爾夫運(yùn)動(dòng)的高爾夫球。該高爾夫球包含由彈性橡膠制造的內(nèi)芯和由SURLYN制造的外層。該橡膠是含有限定量炭黑的鹵化丁基聚合物。該球與普通高爾夫球相比,自墻的回彈性減小,這樣使其適用于小型高爾夫運(yùn)動(dòng)場。
文檔編號(hào)C08L23/22GK1311809SQ99809338
公開日2001年9月5日 申請(qǐng)日期1999年6月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月5日
發(fā)明者V·K·巴爾, S·J·費(fèi)希爾 申請(qǐng)人:瓦格爾股份有限公司