專利名稱：具有由硬及軟離聚物樹脂制成的覆蓋層的高爾夫球的制作方法
技術領域：
本發明涉及高爾夫球，更具體地說涉及一種具有由硬及軟離聚物樹脂的摻混物制成的覆蓋層的高爾夫球，尤其是指那種所述的覆蓋層由硬鋰離聚物樹脂和軟鋅離聚物樹脂的摻混物制成的高爾夫球。
目前可購買到的高爾夫球分為兩種通用的類型-含有巴拉塔(balata)樹膠覆蓋層的高爾夫球和含有更耐用的、抗切割性覆蓋層的高爾夫球。巴拉塔樹膠覆蓋層由天然巴拉塔樹膠、合成巴拉塔樹膠或天然和合成的巴拉塔樹膠的摻混物制成。所述的覆蓋層中也可以包含天然橡膠或其它的高彈體。合成的巴拉塔樹膠為反式聚異戊二烯，通常可從克拉瑞·埃索普潤有限公司(KurarayIsopreneCompanyLtd.)購得，牌號為TP-301。
大多數抗切割性覆蓋層采用瑟林(Surlyn)離聚物，其為可從杜邦公司(E.I.duPontdeNemours&Co.)購得的離子共聚物。瑟林離聚物為具有烯烴，通常為乙烯，和α-β乙烯不飽和羧酸，如甲基丙烯酸的共聚物。許多酸基團的中和是通過金屬離子實現的，如鈉、鋅、鋰和鎂。杜邦(DuPont)的美國專利3，264，272披露了制備離子共聚物的方法。根據該美國專利3，264，272制備的離子共聚物按照ASTM方法D-790測量，其撓曲模量(flexuralmodulus)約為14，000至100，000psi。杜邦的美國專利4，690，981披露了含有軟化共聚單體的離子共聚物。根據該美國專利4，690，981制備的離子共聚物被認為是“軟的”離子共聚物，并且其撓曲模量約為2800至8500psi。美國專利3，264，272和4，690，981所披露的內容在此作為本發明的參考文獻。
可用于作高爾夫球覆蓋層的其它抗切割性材料為可從伊克森(Exxon)購得的名稱為Iotek的離子共聚物或離聚物，這些材料除了采用丙烯酸而不是甲基丙烯外，與瑟林離聚物相似。
所述的離聚物樹脂按硬度或勁度特征通常可分為三種類型-標準的，高模量的和低模量的。按照ASTM方法D-790測量，標準的樹脂的撓曲模量約為30，000至55，000psi(標準樹脂在美國專利4，884，814中稱作“硬瑟林”。)。高模量樹脂的撓曲模量約為55，000至100，00psi。低模量樹脂的撓曲模量約為2800至8500psi。
標準瑟林樹脂包括8940(鈉)，9910(鋅)和7930(鋰)。標準Iotek樹脂包括8000(鈉)，8020(鈉)，8030(鈉)，4000(鋅)，和4010(鋅)。
低模量離聚物披露于美國專利4，690，981中，其含有軟化共聚單體。具體的低模量瑟林樹脂包括8120(鈉)、8320(鈉)和9320(鋅)。
具體的高模量瑟林樹脂包括8220(鈉)，8240(鈉)，9220(鋅)，7930(鋰)，及9740(鋰)。
術語“三層式”通常用于表示具有一個核心、一包在該核心上的彈性纏繞層和一覆蓋層的高爾夫球。術語“二層式”用于表示具有一固體芯及一覆蓋層的高爾夫球。現有的用巴拉塔樹膠覆蓋的球為三層球。用離聚物覆蓋的球既可以是三層式也可是二層式球。
許多打高爾夫球的人，主要是職業的高爾夫球手和低障(lowhandicap)的高爾夫球手優先選用用巴拉塔樹膠覆蓋的球，因為巴拉塔樹膠可提供較高的旋轉速度，可控性，良好的“感覺”和“卡嗒聲”。“感覺”是擊球時傳遞給打高爾夫球的人的一種綜合的感受，而“卡嗒聲”為球桿頭擊球時所發出的聲音。然而，用巴拉塔樹膠覆蓋的球與用離聚物覆蓋的球相比成本較高而且抗切割性也較差。
最初，用離聚物覆蓋的球給人的感覺較硬而且具有比用巴拉塔樹膠覆蓋的球低很多的旋轉速度。為了制造具有較高旋轉速度的更軟的球，可采用具有較低撓曲模量的離聚物。某些球使用了各種具有相對高的撓曲模量的硬離聚物和具有相對低的撓曲模量的軟離聚物的摻混物。然而，改變用于高爾夫球的覆蓋層中的離聚物之一的某一種物理特性通常會影響到高爾夫球的一種或多種特性參數，包括感覺、旋轉速度、初始速度、距離、抗切割性及耐久性等。如果用一種軟離聚物改善感覺和旋轉，其它參數如距離和抗切割性常常受到不利的影響。摻混物中不同離聚物的相對數量也會影響球的特性。
美國專利3，819，768描述了早期用于高爾夫球的離聚物覆蓋層。在該專利中披露的具體覆蓋層由鈉瑟林離聚物和鋅瑟林離聚物的摻混物制成。該專利還披露了采用包括鋰離子在內的其它離子以中和離聚物。據信在那個時期可商購到的所有離聚物為相對硬的離聚物，其撓曲模量至少為50，000psi。
美國4，431，193描述了具有兩層覆蓋層的高爾夫球。內層用具有高撓曲模量的硬離聚物樹脂制成，外層用具有低撓曲模量的軟離聚物樹脂制成。所描述的具體的硬離聚物為瑟林1605，其為撓曲模量約為51，000psi的鈉瑟林。而且所描述的具體的軟離聚物為瑟林1855，其為撓曲模量約為14，000psi的鋅瑟林。
美國專利4，884，814揭示了一種用硬瑟林和軟瑟林的摻混物制成的高爾夫球覆蓋層。所述的硬瑟林是一種撓曲模量約為30，000至55，000psi的高模量離聚物，而所述的軟瑟林是一種撓曲模量約為3，000至7，000psi的低模量離聚物。在該專利中所披露的具體的離聚物為鈉和鋅的離聚物。
美國專利5，120，791揭示了一種用硬的鈉或鋅離聚物和軟的丙烯酸鈉或鋅的離聚物制成的高爾夫球。所述的硬離聚物的撓曲模量約為15，000至70，000psi，而所述的軟離聚物的撓曲模量約為2，000至10，000psi。
自從大約1986年以來，杜邦就已向高爾夫球制造商提供了鋰瑟林。杜邦的研究報告No.27221揭示了用鋰離聚物或鋰離聚物與其它離聚物的摻混物制成的高爾夫球覆蓋層。一種用于高爾夫球覆蓋層的早期的杜邦的鋰瑟林為AD-8118瑟林，其撓曲模量約為61，000psi。由本申請人于1988年出售的威爾遜人(WilsonStaff)三層式高爾夫球具有用鋰瑟林AD-8118和低模量鈉瑟林8265的摻混物制成的覆蓋層。鈉瑟林8265的撓曲模量約為7000psi。
美國專利5，000，459揭示了一種用鋰和鈉瑟林的摻混物制成的高爾夫球覆蓋層。該專利所述的具體的鋰瑟林為8118，鈉瑟林為8660和8920。鈉瑟林8660和8920的撓曲模量分別為34，000psi和55，000psi。
美國專利5，068，151揭示了既可以用鋰離聚物也可以用鋰離聚物和兩價或三價金屬中和的離聚物如鋅離聚物的摻混物制成的高爾夫球覆蓋層。該專利未揭示所述離聚物的撓曲模量，但揭示了肖氏硬度和熔體指數(meltindex)。鋰離聚物的肖氏硬度為60-80，熔體指數為0.5-5.0。鋅離聚物的肖氏硬度和熔體指數同樣為60-80和0.5-5.0。
由上述現有技術可以證明高爾夫球制造商們強烈地希望優先選擇那些能對高爾夫球提供良好的抗切割性、感覺、旋轉性及距離性能的高爾夫球覆蓋層。然而，因為一種性能的改進常導致另一種性能的降低，高爾夫球公司已在繼續尋求改善高爾夫球性能的途徑。
本發明人已發現采用一種用高模量或或者說硬鋰離聚物與低模量或者說軟鋅離聚物的摻混物制成的高爾夫球覆蓋層即能獲得具有令人滿意的特性的高爾夫球。優選的離聚物為鋰瑟林7930和鋅瑟林9320，優選的摻混物為50/50的硬和軟離聚物的摻混物。鋰瑟林7930具有約67，000psi的撓曲模量，鋅瑟林9320具有約3500psi的撓曲模量。采用這種覆蓋層的高爾夫球相對于用巴拉塔樹膠覆蓋的球來說具有柔和的感覺和高的旋轉速度，而且具有良好的距離和抗切割性。
附圖簡要說明

圖1為本發明的兩層式球的截面圖。
圖2為本發明的三層式球的截面圖。
圖1表示一種兩層式高爾夫球10，其包括一個硬芯11和一覆蓋層12。所述的覆蓋層主要由具有高撓曲模量的相對硬的離聚物與具有低撓曲模量的相對軟的離聚物的摻混物制成。所述的覆蓋層還可以含有其它常規組分，如氧化鋅、二氧化鈦、藍色有機顏料及光學光亮劑。覆蓋層的厚度是常規的，范圍在0.085-0.090英寸之間。芯的直徑約為1.500英寸(約38.1cm)至1.51英寸(約38.4cm)，球的外徑約為1.680英寸(約46.7cm)。
圖2表示一種三層式高爾夫球15，其包括一含有核心17和用彈性纖維纏繞所構成的層18的芯16。所述的核心可以是固體的或裝有液體的氣球狀的核心體。這種繞制的芯也可是常規的。覆蓋層19主要由一種相對硬的離聚物和一種相對軟的離聚物的摻混物制成。所述的覆蓋層也可以含有其它常規組分。所述覆蓋層的厚度為0.065-0.075英寸(約1.65-1.91cm)。所述球的外徑約為1.680英寸。本發明人已發現撓曲模量至少為60，000psi的高模量硬鋰離聚物與撓曲模量在2800-8500psi范圍內的低模量軟鋅離聚物的摻混物可以提供一種不僅具有良好的抗切割性，而且具有良好的感覺、高旋轉速度和良好的距離性能的高爾夫球覆蓋層。高模量與低模量離聚物的比值可以在60/40至40/60之間變化。優選實施例采用的鋰瑟林7930與鋅瑟林9320的比值約為50/50。
鋰瑟林7930和鋅瑟林9320的物理性能列于表Ⅰ中。
表Ⅰ單位79309320撓曲模量kpsi673.5熔體流動指數g/10min1.80.6比重0.940.94拉伸強度kpsi3.82.5伸長率%290600硬度,肖氏D(ASTMD-2240)6840實施例Ⅰ兩層式高爾夫球采用具有表Ⅱ中的組成的芯制成。
表Ⅱ芯的組成(重量份)聚丁二烯100.0ZDA(二丙烯酸鋅)33.0ZnO21.0A022461.0過氧化異丙苯2.25總計157.25
A02246為一種抗氧化劑，可從美國康涅狄格州紐瓦克的R.T.范德拜爾特公司(R.T.VanderbiltCO.)購得，商標名稱為VanoxMBPC。
用于該高爾夫球的所述覆蓋層具有如表Ⅲ所列的組成。
表Ⅲ覆蓋層的組成(重量份)瑟林793050.0瑟林9320(AD8270)50.0濃色母料#29835R78.0總計108.0表Ⅲ中的濃色母料具有如下的組成(重量份)瑟林8940100.000TiO272.423群青0.006群青紫0.006群青和群青紫為可從位于美國新澤西州的南普蘭菲爾德的懷特坦克·克拉克·旦尼爾公司(Whittaker，Clark&Daniels，Inc)購得的有機顏料。
所述的覆蓋層組分可以常規的方式注塑在固體芯的外面。另一方面，也可按常規的方式，將覆蓋層材料注塑于半球形的半殼中，然后將兩個半殼壓塑在固體或纏制的芯的外面。
模塑的覆蓋層材料的撓曲模量約為14，920psi，肖氏硬度約為57。
實施例Ⅰ中球的覆蓋層指瑟林7930與瑟林9320的50/50的摻混物。實際上。所述覆蓋層的瑟林組成還包括含于濃色母料或母料中的瑟林，該母料中含有附加的瑟林及覆蓋層的其它組分。
將實施例Ⅰ的高爾夫球與可購得的名稱為TourEdition100的商品球進行比較。在廣告宣傳中，TourEditun100球被稱作具有與用巴拉塔樹膠覆蓋的球相似的感覺和使用特性的抗切割性球。對比的物理數據列表Ⅳ。
表Ⅳ直徑重量壓縮耐久性初始速度(英寸)(克)(英寸/秒)TourEdition1.67945.5115.8100248.7實施例I1.67845.493.896.8248.5壓縮是在規定載荷下對高爾夫球撓曲特性的一種測量。在高爾夫球工業中測量壓縮性能用的普通測試設備為從美國Atti工程公司(AttiEngineeringCorp.，108-11036thSt.，UnionCity，NewJersey07087，U.S.A)購得的ATTI壓縮試驗器。
耐久性是對高爾夫球承受厚的金屬板＠175FPS反復碰撞的承受能力的一種測量。威爾遜方法是使20個球承受反復撞擊達100次，然后求出每組產生損傷的＃平均值。
初始速度依據美國高爾夫協會的標準進行測量。
采用自動碰撞機對高爾夫球進行飛行試驗，該機采用了具有不同擊出斜面(發射角度)的擊球桿、一個5號鐵頭球桿(5iron)和一個9號鐵頭球桿(9iron)。控制碰撞機使擊球桿在撞擊時以150英尺/秒(fps)的速度擊球(硬式擊球桿)及以130fps(軟式擊球桿)的速度擊球。對比飛行試驗數據列于表Ⅴ中。
表Ⅴ式擊球桿(150fps)-7°發射角射程差值總計差值TourEdition100251.2基點264.7基點實施例I251.5+0.3261.8-2.9硬式擊球桿(150fps)-9°發射角射程差值總計差值TourEdition100260.1基點264.0基點實施例I261.9+1.8271.0+7.0硬式擊球桿(150fps)-11°發射角射程差值總計差值TourEdition100251.4基點253.4基點實施例I256.4+5.0260.3+6.9軟式擊球桿(130fps)-10°發射角射程差值總計差值TourEdition100214.1基點218.1基點實施例I217.7+3.6226.0+7.95號鐵頭球桿(110fps)-15°發射角射程差值總計差值TourEdition100156.3基點164.2基點實施例I161.6+5.3171.8+7.69號鐵頭球桿(80fps)-19°發射角射程差值總計差值TourEdition100119.6基點122.7基點實施例I120.1+1.5123.7+1.0旋轉對照硬式擊球桿9號鐵頭球桿TourEdition1003850(RPM)8930(RPM)實施例I3460(RPM)7880(RPM)恢復系數(C.O.R.)150FPS175FPS200FPSTourEdition100.7442.7156.6847實施例I.7749.7445.7141抗切割性使由實施例Ⅰ制得的球接受標準的威爾遜抗切割試驗。
采用TruTemper傳動機進行抗切割試驗。所使用的試驗棒為傾斜的楔形物。每一類型有6個球用于試驗，并以標準的桿頭速度在球的中心線上約每1/4英寸處撞擊一次(無規則取向)。
系數說明10無可見痕跡9必須探測才能發現痕跡8可見凹痕7用指甲可感覺到6指甲嵌入-切口5指甲嵌入芯中-看不見芯4可看到芯-芯未被切割到3芯剛剛被切割到2芯被深深地切割1芯被損壞將每一類型的6個高爾夫球的系數平均可獲得一總系數。通過與已知抗切割性的其它高爾夫球進行相應的對比來評價所述的高爾夫球。
將本發明實施例Ⅰ的球與TourEdition100進行對比，對比的抗切割性數據如下球I.D.抗切割系數TourEdition1006.6實施例Ⅰ8.2以上數據表明本發明的球(實施例Ⅰ)的抗切割性相對TourEdition100球來說已被充分地改善了。
TourEditon100球與實施例Ⅰ的球的飛行試驗數據的對比顯示出在平均發射角為9度的硬式擊球桿的撞擊以及軟式擊球桿和5號鐵頭球桿的撞擊在射程和總的飛行距離方面均比TourEdition100大大地增加了。實施例Ⅰ的球比TourEdition100具有更高的恢復系數。
在以上敘述中，對本發明實施例的詳細描述是為了舉例說明的目的，應理解的是這里所說的許多詳細內容可以由本領域的技術人員在不超出本發明的精神及范圍內進行相當大的改變。
權利要求
1.一種高爾夫球，包括一個芯和一覆蓋層，其特征在于，所述的覆蓋層包含鋰離聚物樹脂和鋅離聚物樹脂的摻混物，所述的鋰離聚物樹脂的撓曲模量至少為60，000psi，所述的鋅離聚物樹脂的撓曲模量在2800-8500psi范圍內。
2.如權利要求1所述的高爾夫球，其特征在于所述的覆蓋層含有60-40重量份的鋰離聚物樹脂和40-60重量份的鋅離聚物樹脂。
3.如權利要求1所述的高爾夫球，其特征在于所述的覆蓋層含有50重量份的鋰離聚物樹脂和50重量份的鋅離聚物樹脂。
4.如權利要求1所述的高爾夫球，其特征在于所述的鋅離聚物樹脂的撓曲模量為大約3500psi。
5.如權利要求4所述的高爾夫球，其特征在于所述的鋰離聚物樹脂的撓曲模量為67，000psi。
6.如權利要求1所述的高爾夫球，其特征在于所述的鋰離聚物樹脂為鋰瑟林7390，所述的鋅離聚物樹脂為鋅瑟林9320。
7.如權利要求6所述的高爾夫球，其特征在于所述的覆蓋層含有60-40重量份的鋰離聚物樹脂和40-60重量份的鋅離聚物樹脂。
8.如權利要求6所述的高爾夫球，其特征在于所述的覆蓋層含有50重量份的鋰離聚物樹脂和50重量份的鋅離聚物樹脂。
全文摘要
本發明涉及一種高爾夫球，該球具有一用鋰離聚物樹脂和鋅離聚物樹脂的摻混物制成的覆蓋層。所述的鋰離聚物樹脂的撓曲模量至少為60,000pis，鋅離聚物樹脂的撓曲模量為2800—8500pis。
文檔編號C08L23/08GK1095634SQ94104688
公開日1994年11月30日 申請日期1994年5月9日 優先權日1993年5月10日
發明者詹姆斯·R·普勞德菲特 申請人:威爾遜體育用品公司