CN105358302A - 制造多层高尔夫球的方法 - Google Patents

Abstract

一种制造多层高尔夫球的方法包括从离聚物热塑性材料注射成型球芯使得球芯具有包括在共同的球体上对齐的多个多边形着陆部和从球体径向向内延伸的多个凹槽的外表面。然后将球芯定位在第一半球形壳和径向相对的第二半球形壳之间，每个半球形壳由橡胶材料制成。然后压缩成型第一半球形壳和第二半球形壳使得橡胶材料符合球芯的外表面。然后硫化橡胶材料以形成包围球芯的单一中间层。最后，通过注射成型和压缩成型中的一种围绕中间层成型覆盖层。

Description

制造多层高尔夫球的方法

技术领域

本发明总体涉及一种制造多层高尔夫球的方法。

背景技术

高尔夫球运动是在业余和专业水平都日益流行的运动。为了应对各种各样的打法和技能，制造具有不同的击打特性的高尔夫球是合意的。

已尝试通过给予球穿过其各个层(球芯、中间层和覆盖层)的硬度分布来平衡多层高尔夫球的柔软感与良好的弹性，以这样的方式保持这两种性质。较硬的高尔夫球通常将实现更大的距离，但较少的旋转，并且因此对于发球来说将是更好的，但对于较短的击球更难以控制。另一方面，较软的球通常将经历更多的旋转，因此更容易控制，但将缺乏距离。此外，某些设计特性可能影响球击打时的“感觉”，以及球的耐用性。

发明内容

一种制造多层高尔夫球的方法包括从离聚物热塑性材料注射成型球芯使得球芯具有包括排列在共同的球体上的多个多边形着陆部和从球体径向向内延伸的多个凹槽的外表面。

然后将形成的球芯定位在第一半球形壳和径向相对的第二半球形壳之间，每个半球形壳由橡胶材料制成。压缩成型第一半球形壳和第二半球形壳使得橡胶材料接触球芯的整个外表面，随后交联橡胶材料以形成包围球芯的单一中间层。最后，通过注射成型和压缩成型中的一种围绕中间层成型覆盖层。

半球形壳可以由第一中间橡胶坯料和第二中间橡胶坯料制成，第一中间橡胶坯料和第二中间橡胶坯料可以被预硫化以帮助保持均匀的形状。预硫化可以包括围绕各自的金属球体压缩成型第一中间橡胶坯料和第二中间橡胶坯料中的每个。

“一(a、an)”、“该”、“至少一个”和“一个或多个”可以互换使用以表明存在项目中的至少一个；可以存在多个这样的项目，除非上下文另有明确说明。在包括所附权利要求书的本说明书中的参数(例如，数量或条件)的所有数值应当被理解为在所有情况下被术语“约”修饰，无论“约”是否实际上出现在数值之前。“约”表明所述数值允许一些少量的不精确性(某些接近准确的值；大约或相当接近值；几乎)。如果“约”提供的不精确性在本领域中不另外被理解为此普通含义，那么在此所使用的“约”表明可能由测量和使用这样的参数的普遍方法引起的至少变化。此外，范围的公开包括所有值以及在整个范围内被进一步分成的范围的公开。范围内的每个值和范围的端点都以此方式全部公开为单独的实施例。在本发明的本说明书中，为方便起见，“聚合物”和“树脂”互换使用以涵盖树脂、低聚物和聚合物。术语“包含(现在时)”、“包含(进行时)”、“包括”和“具有”都是包含的和因此指定所述项目的存在，但不排除其他项目的存在。如在本说明书中所使用的，术语“或”包括一个或多个所列项目中的任何一个和所有的组合。当术语第一、第二、第三等用于从彼此中区分各个项目时，这些指代仅仅是为了方便并不限制该项目。

附图说明

图1是多层高尔夫球的局部分解的示意性局部剖视图。

图2是高尔夫球的球芯的实施例的侧视图。

图3是球芯的外表面的第一实施例的一部分例如沿图2的截面-S截取的局部剖视图。

图4是球芯的外表面的第二实施例的一部分例如沿图2的截面-S截取的示意性局部剖视图。

图5是球芯的外表面的第三实施例的一部分例如沿图2的截面-S截取的示意性局部剖视图。

图6是球芯的外表面的第四实施例的一部分例如沿图2的截面-S截取的示意性局部剖视图。

图7是球芯的外表面的第五实施例的一部分例如沿图2的截面-S截取的示意性局部剖视图。

图8是凹槽的第一实施例的示意性剖视图。

图9是凹槽的第二实施例的示意性剖视图。

图10是凹槽的第三实施例的示意性剖视图。

图11是凹槽的第四实施例的示意性剖视图。

图12是凹槽的第五实施例的示意性剖视图。

图13是凹槽的第六实施例的示意性剖视图。

图14是注释以说明多个环形凹槽的高尔夫球的球芯的实施例的侧视图。

图15是多层高尔夫球的示意性剖视图。

图16是注释以说明多个不同类型的凸起的高尔夫球的球芯的实施例的侧视图。

图17A是用于形成高尔夫球的球芯的一对注射成型模具的示意性剖视图。

图17B是在其中形成高尔夫球的热塑性球芯的一对注射成型模具的示意性剖视图。

图18A是一块橡胶原料的示意性剖视图。

图18B是中间层冷成型坯料的示意性剖视图。

图18C是用于形成围绕金属球芯的一对冷成型坯料的一对压缩成型模具的示意性剖视图。

图18D是用于围绕聚合球芯压缩成型高尔夫球的中间层的一对压缩成型模具的示意性剖视图。

具体实施方式

高尔夫球设计

参考附图，其中在各个视图中，相同的附图标记用于标识相同或同一部件，图1示意性地说明了高尔夫球10的示意性分解的局部剖视图。如图所示，高尔夫球10可以具有多层结构，该多层结构包括由一个或多个中间层14、16包围的球芯12和覆盖层18(即，其中覆盖层18包围一个或多个中间层14、16)。虽然图1总体上说明了球10具有四件式结构，但是当前所描述的结构和技术可以同样适用于三件式球，以及五件式或更多件式球。一般情况下，覆盖层18可以限定球10的最外部20，并且可以包括任意所需数量的凹坑22，包括，例如，介于280和432之间的总凹坑，并且在一些示例中，介于300到392之间的总凹坑，并且通常介于298和360之间的总凹坑。如本领域中已知的，凹坑的包含通常降低球的空气动力学阻力，当球被适当击打时，这可以提供更大的飞行距离。

在完全组装的球10中，每个层(包括球芯12、覆盖层18和一个或多个中间层14、16)与每个其它层可以是大体上同心的使得每个层共享共同的几何中心。此外，每层的质量分布可以是均匀的，使得每层以及球作为整体的质心与几何中心重合。

如图1总体上所示，并且再次在图2中，球芯12可以具有外表面30，外表面30具有变化的径向尺寸。例如，在所示的一种配置中，外表面30可以包括多个隔开的多边形着陆部32，该多边形着陆部32可以通过一个或多个凹槽34彼此间隔开。每个凹槽34可以是从着陆部32径向向内延伸的外表面30的一部分。可以领会的是，每个多边形着陆部可以具有类似多边形——例如三角形、四边形、五边形、六边形或八边形——的周界或外轮廓36。周界可以包围中心着陆部38，该中心着陆部38可以是大体上平坦的，或者可以具有相对于球芯12凸或凹的表面轮廓。

图3-7总体上说明了外表面30的一部分例如可以是沿图2的截面S截取的五个示意性剖视图。在每个图中，每个所示的多边形着陆部32可以是沿共同的外球体42(即球形基准面)大体上对齐的，共同的外球体42可以总体上限定球芯12和每个凸起44的径向最外部。与外球体42“大体上对齐的”着陆部32可以是与球体42完全对齐的着陆部，例如图3和4所示，以及相对于约等于球体42的半径的平均径向位置可以是平坦的、凸的(例如图5-6所示)、或凹的(例于图7所示)的着陆部。除了所提供的示例之外，一个或多个更小的凹陷或凸起可以在每个各自的着陆部32内形成以进一步增加表面积。

每个多边形凸起44总体上可以从共同的内球体46延伸，共同的内球体46可以是与外球体42同心的。共同的内球体46可以是由合适的球芯材料制成的实心球，如以下将更详细地描述。每个多边形凸起44在沿其径向厚度的某些点可以具有多边形周界部(即，当从径向向内方向观看时)。例如，凸起44可以具有总体上多边形底边(即，邻近内球体46)和/或在着陆部32它可以是总体上多边形的。

外表面30总体上可以包括多个凹槽34或凹槽部，每个凹槽34从多边形着陆部32朝向共同的内球体46径向向内延伸。凹槽34总体上可以限定和分隔多边形凸起44(反之亦然)。图8-13总体上说明了各种凹槽类型的六个示意性横截面轮廓。每个凹槽总体上可以具有在外球体42处测量的着陆部32之间的宽度50和从外球体42沿径向方向到凹槽34的径向最内点测量的最大深度52。

一般情况下，每个凹槽34可以具有介于约0.15mm和约2.0mm之间的最大深度52。在其他实施例中，每个凹槽34可以具有介于约0.15mm和约1.0mm之间、介于约0.15mm和约0.8mm之间、介于约0.15mm和约0.5mm之间、或介于约0.15mm和约0.3mm之间的最大深度52。在一种配置中，每个凹槽34可以具有大体上相似的横截面轮廓，并且可以各自从外球体42延伸某些共同的最大深度52。在另一种配置中，可以有两个或更多个、三个或更多个或四个或更多个不同类型/尺寸的凹槽横跨球芯12。此外，每个凹槽34的尺寸可以是使得宽度50与深度52的比(w/d)为从约2至约8。

如图8总体上所说明的，在第一配置60中，凹槽34可以包括会聚在中心点64的线性倾斜的侧壁62。在一种配置中，侧壁62可以设置成相对于径向轴线和/或多边形着陆部32倾斜的角度。例如，线性倾斜的侧壁62可以设置成远离径向轴线介于约40°和约80°之间或介于约55°和约65°之间的角度63。在第二配置66(图9)中，类似的线性倾斜的侧壁62可以会聚在大体上平面的中心部分68，而不是点64。

在第三凹槽配置70(图10)中，整个凹槽34可以具有连续的(可能变化的)曲率72。在一种配置中，凹槽34上的中心点处的曲率半径可以是在1.0mm至约8.0mm的范围内。在第四配置74(图11)中，每个侧壁76可以包括可以从倾斜的侧壁76向中心部分80过渡的半径78。半径78可以是例如介于约0.25mm和约2.0mm之间或介于约0.4mm和约0.8mm之间。在第五配置82(图12)中，每个倾斜的侧壁84可以包括可以分别从多边形着陆部32向侧壁84以及从侧壁84向中心部80过渡的两个半径86、88。在一种配置中，每个半径86、88可以是例如介于约0.25mm和约2.0mm之间或介于约0.4mm和约0.8mm之间。

最后，在第六凹槽配置90(图13)中，线性倾斜的侧壁62可以会聚在具有曲率的中心部分92。如图13总体上所示，中心部分92可以在内球体46上大体上对齐。应当领会的是，提供这六种凹槽配置用于说明的目的。除了在附图中明确提供的那些以外，也可以使用一种或多种配置的组合。

再次参考图2，在一种配置中，围绕球芯12的外表面30设置有介于约60和约90个之间的多边形着陆部32。在另一种配置中，围绕球芯12的外表面30设置有介于约100和约300个之间的多边形着陆部32。在另外的其它配置中，可能有介于约100和约200个之间的多边形着陆部32，例如，134个多边形着陆部32，或介于约200和约300个之间的多边形着陆部32，例如，246个多边形着陆部32。多边形着陆部32可以形成外表面30的总表面积的从约25％至约45％，而剩余的表面积可归属于凹槽34。

如图2总体上所示，多边形凸起44和多边形着陆部32可以设置成跨越表面30，使得它们建立至少两个正交对称平面100、102。在更具体的实施例中，它们可以进一步建立正交于前两个平面100、102中的每个的第三对称平面104，并且其中所有三个平面相交于球芯12的几何中心。以这种方式，不管外表面30的轮廓，球芯12可以具有“平衡的”的重量分布。

在一些实施例中，多边形凸起44和多边形着陆部32跨越外表面30的设置可以通过分隔/限定它们的凹槽图案最容易地说明。例如，如图14所示，在一种配置中，第一组环形凹槽110可以围绕第一轴线112周向设置，并且第二组环形凹槽114可以围绕第二轴线116周向设置。在图14中提供的虚线意在仅仅帮助识别所参考的凹槽位置。如图所示，第一轴线112和第二轴线116可以彼此正交，并且可以相交于球芯12的几何中心。此外，第三组环形凹槽118可以围绕正交于第一轴线112和第二轴线116中的每个的第三轴线120设置(即，轴线120被表示为点，并且垂直于视图延伸)。第一、第二和第三组环形凹槽110、114、118可以配合以限定多个四边形凸起和/或着陆部120。每个四边形着陆部具有四侧周界，该四侧周界可以由直边缘段或略微弧形边缘段(例如，由于球芯12的曲率)组成。在一种配置中，超过80％的多边形着陆部32可以是四边形着陆部120。

每组环形凹槽100、104、108可以例如包括沿其各自的轴线112、116、120以间隔布置的方式设置的至少三个环形凹槽。在另一种配置中，如图14所示，每组环形凹槽110、114、118可以替代地包括至少四个环形凹槽。如在图3所提供的剖视图中最清楚地说明的，在各个组中任何两个相邻的凹槽可以间隔开例如从约8mm至约16mm的距离122。

再次参考图14，各个第一、第二和第三组环形凹槽110、114、118可以配合以限定8个大体上三角形部分或区域124，一个三角形部分位于由各自的轴线112、116、120限定的每个卦限(octant)中。多个辅助凹槽126可以设置在每个三角形部分124内，并且可以部分地限定每个各个三角形部分124内的至少三个非矩形多边形着陆部128。在一种配置中，至少三个非矩形多边形着陆部128中的每个可以具有从三角形、五边形、六边形或八边形的组中选择的周界。

图15总体上说明了多层高尔夫球10的剖视图130。如图所示，中间层14包围球芯12，并且包括结合到球芯12的外表面30跨越整个外表面30的径向向内的表面132。以这种方式，中间层14完全包围球芯12，中间层14和球芯12之间没有留下任何空隙。结合可能通过材料之间的直接材料接触(即，物理结合)或通过可以设置在球芯12和中间层14之间的一个或多个薄的粘合剂或粘合促进层(即，化学结合)而发生。在一种配置中，薄的粘合层可以由围绕球芯12设置的聚合材料形成，薄的粘合层可以具有小于约1.0mm的最大径向厚度。

如图15进一步说明的，球芯总体上可以具有介于约24mm和约32mm之间的直径134(经由径向外球体42和/或多边形着陆部32测量)。此外，中间层14可以具有介于约4.0mm和9.0mm之间的最小径向厚度136。在一些配置中，第二中间层16可以被包括在多层球10中，在第一中间层14和覆盖层18之间。在这样的结构中，第二中间层16和覆盖层18在最窄部分可以具有至多约2.5mm的组合厚度138。

图16说明了根据本说明书的球芯12的一个实施例。在本实施例中，有五种类型的着陆部，标记为A、B、C、D和E。第一、第二、和第三组环形凹槽110、114、118可以配合以限定着陆部A、B和C，该着陆部A、B和C都是四边形，但具有略有不同的表面积。着陆部D和E可以处于每个三角形部分124内，其中着陆部D是四边形(菱形)并且着陆部E是五边形。以这种方式描绘球芯12的轮廓(即，具有由凹槽34隔开的多个多边形凸起44)可以导致球芯12的表面积增加约5％到约25％。在本实施例中，非四边形着陆部(即，着陆部E)包含着陆部的总数的从约5％至约15％。

高尔夫球制造和材料参数

一般情况下，高尔夫球10可以通过一个或多个注射成型或压缩成型步骤制成。例如，在一种配置中，多层高尔夫球10的制造可以包括：通过注射成型形成球芯12；围绕球芯12压缩成型一个或多个冷成型或部分硫化的中间层14、16；以及围绕中间层14通过注射成型或压缩成型形成覆盖层18。

如图17A和17B示意地说明的，在用于形成球芯12的注射成型过程中，两个半球形模具150、152可以配合以形成模腔154，该模腔154可以填充处于软化状态的热塑性材料156。半球形成型模具150、152可以会聚在分型线158，在一种配置中，分型线158可以沿球芯12的对称平面100、102、104对齐。在一种配置中，热塑性离聚物可以用于形成球芯12，例如可以具有根据ASTMD1525测量的介于约50℃和约60℃之间或可选地介于约52℃和约55℃之间的维卡(Vicat)软化温度的热塑性离聚物。合适的热塑性离聚物材料是市售的，例如杜邦公司(E.I.duPontdeNemoursandCompany)的商品名 合适的热塑性材料的更具体的示例以下进行描述。

一旦材料156被冷却至环境温度，它可以硬化并且可以从成型模具中取出。可以从模具中顶出硫化的球芯12的容易程度可以与外表面30的波形程度相反变化。例如，随着凹槽34的深度增加，模具本身可能限制球芯的顶出(即，被称为咬边(undercut))。虽然球芯12的热塑性材料的固有可塑性和/或柔韧性连同自然收缩可以允许一定量的咬边，但是大于约2.0mm的凹槽深度可能限制使用实心半球形模具来制造球芯的能力并且可以显着地增加制造成本和复杂性。包含倾斜的侧壁42与多个凹槽34可以用于减少咬边的量，并且可以允许更大的最大凹槽深度。

一旦形成并且从模具中取出球芯12，任何成型飞边(flash)可以使用切削、研磨、砂磨、采用研磨介质翻滚(tumbling)和/或低温去飞边的任何组合来去除。在去飞边之后，粘合剂或结合剂可以被施加到外表面30上，例如通过喷涂、翻滚和/或浸渍。另外，在此阶段也可以使用一种或多种表面处理方法——例如机械表面粗糙化、等离子体处理、电晕放电处理、或化学处理——来提高后续的粘附力。可以使用的粘合剂和结合剂的非限制性的合适的示例包括例如乙烯乙酸乙烯酯共聚物的聚合物粘合剂、例如环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、以及纤维素树脂和用于此的交联剂——例如用于聚环氧化合物树脂的聚胺或聚羧酸交联剂、用于多元醇功能化树脂的聚异氰酸酯交联剂、等等——的双组分粘合剂；或硅烷偶联剂或硅烷粘合剂。粘合剂或结合剂可以在有或没有例如机械表面粗糙化、等离子体处理、电晕放电处理、或化学处理的表面处理的情况下使用。

一旦施加/执行任何表面涂层/制剂(如果有的话)，然后就可以例如通过压缩成型工艺或随后的注射成型工艺围绕球芯12形成中间层14。在压缩成型过程中，可以围绕球芯12压合两个冷成型和/或预硫化的半球形坯料。一旦被定位，合适的模具可以施加热和/或压力到坯料的外部以硫化/交联坯料同时将它们融合在一起。在硫化过程中，热的施加可以使半球形坯料在任何交联开始前初始软化和/或熔化。所施加的压力然后可以使熔化的材料符合球芯12的外表面30。当随着材料温度接近或超过约200℃时，可以加速和/或引发硫化过程。在一种配置中，中间层14可以由橡胶材料制成，橡胶材料可以包括主橡胶(例如，聚丁二烯)、不饱和羧酸或其金属盐、以及有机过氧化物。以下提供合适的橡胶和特定制剂的其他示例。

图18A-18D进一步说明了可以用于围绕球芯12压缩成型中间层14的方法的实施例。如图18A所示，中间层可以开始为一块橡胶原料160，该橡胶原料160可以包括可以被均匀地或不均匀地混合在整个原料160中的一种或多种交联剂和/或填料。原料160可以通过切割、冲压、或压制工艺中的一种或多种冷成型为大体上半球形坯料162(在图18B中示出)。

如图18C示意性地示出的，两个压缩成型模具164、166可以形成围绕球形金属球芯172的一对相对的坯料168、170。在这一阶段，坯料168、170可以是通过热的施加冷成型的或部分硫化的使得它们可以保持真正的半球形状(在适用公差内)。最后，如图18D所示，球形金属芯172可以由波状外形的热塑性球芯12取代，并且坯料168、170可以通过第二对相对的成型模具172、174(其可以是或可以不是在前面的步骤中使用的相同的模具164、166)第二次压缩成型。在此阶段过程中，模具172、174可以施加足够量的热和压力以使坯料168、170在模腔内流动，并且内部交联和彼此融合。一旦设定，中间球(即，接合的球芯12和中间层14)可以从模具中取出。

覆盖层18总体上可以包围一个或多个中间层14、16，并且可以限定球10的最外表面。覆盖层总体上可以由热塑性材料制成，例如可以具有高达约1000psi的弯曲模量的热塑性聚氨酯。在其他实施例中，覆盖层可以由离聚物制成，例如市售的杜邦公司的商品名当使用热塑性聚氨酯时，覆盖层可以具有在球上测得的高达约65的肖氏D(Shore-D)硬度标度测量的硬度。在其他实施例中，热塑性聚氨酯覆盖层可以具有在球上测得的高达约60的肖氏D硬度标度测量的硬度。如果其他离聚物用于形成覆盖层，覆盖层可以具有高达约72的肖氏D硬度标度测量的硬度。

如果在多层球10的结构中利用第二中间层16，则第二中间层16可以具有至少约63的肖氏D标度测量的硬度，而且也大于覆盖层的硬度。

在一种配置中，用于球芯12的热塑性材料可以具有高达约10,000psi的弯曲模量(弯曲模量根据ASTMD790测量)，例如可从杜邦公司购买的品级8120、8320、9320，或者例如可以具有介于约6000psi和约7000psi之间或甚至介于约6300psi和约6700psi之间的弯曲模量的那些。除了规定弯曲模量之外(或可选地)，用于球芯12的离聚物材料可以具有在球上测得的高达约40的肖氏D标度测量的硬度。在替代实施例中，材料可以具有介于约30和约40之间或介于约32和约36之间的肖氏D标度测量的硬度。肖氏D硬度标度的硬度根据ASTMD2240测量，但在本申请中，它是在球的弯曲表面的着陆区域上或球的子层上(即，总体上被称为“在球上”)测得的。在本领域的技术领域中应当理解的是，以这种方式测定的硬度往往与以不关联的非线性方式的材料的平板或按钮的硬度有所不同，例如因为底层效应。因为弯曲的表面，在获取表面硬度读数之前必须小心使高尔夫球或高尔夫球子组件在硬度计压头下居中并且测量平坦的区域，例如关于带凹坑的表面覆盖层测量是在凹坑之间的着陆(磨损)区域上进行。除了肖氏D硬度之外，球芯12可以具有介于34和70之间的JIS-C标度测量的硬度，其可以在球上使用标准JIS-C硬度计测量。

“压缩变形”是指在130kg的压缩载荷下的变形量减去在10kg的压缩载荷下的变形量。为了确定“10-130kg压缩变形”，测量球在10kg的力下的变形量，然后将力提高到130kg并且测量在新的130kg的力下的变形量。在130kg下的变形量减去在10kg下的变形量以得到“10-130kg压缩变形”。

在当前多层高尔夫球中，球芯12可以具有介于约3.5mm和约5.5mm之间的10-130kg压缩变形(C1)。当球芯12和中间层14结合以形成内球时，内球可以具有至少约2.7mm的10-130kg压缩变形(C2)，虽然小于C1。在一种配置中，C2可以从约2.7mm至约3.5mm。当球作为整体(即，球芯、中间层(一个或多个)和覆盖层)测试时，球可以具有至少约2.3mm或介于约2.5mm和约3.5mm之间的10-130kg压缩变形(C3)。在一种配置中，C2/C1的比可以在约0.6和0.8之间。

在一种配置中，上述高尔夫球可以被设计成在40m/s下具有高达约0.8或介于约0.77和约0.80之间的恢复系数。在本发明中，恢复系数或COR可以总体上根据以下方法测量：通过空气炮将高尔夫球以40m/s的初始速度打出，并且将速度监控设备定位在距炮0.6到0.9米的距离处。在打到位于远离空气炮约1.2米的钢板后，测试目标通过速度监控设备弹回。返回速度除以初始速度就是COR。

如上所述，在一些实施例中，上述波状外形的球芯12可以导致球芯12的表面积增加约5％到约25％，高于一般的球体的表面积。总体上已发现，球芯表面积152的增加可以导致球芯12和中间层14之间的最终粘附强度154的增加。这样的粘附性的增加可以相应地增加各层之间的载荷传递效率。

除了增加层与层之间的最终粘附强度154之外，球击数据表明，在一系列球杆类型中，具有介于约0.2mm和约0.6mm之间的最大凹槽深度的波状外形的球芯产生更快的合力发射速度、较高的发射角度和较少的旋转。当试图最大化特定的击球的飞行距离时，这些都是有利的性质。下面的表1提供了对于类似于图16并且具有约0.5mm的最大凹槽深度的设计的某些球击数据的总结。

表1：相比于具有球形球芯的球的平均变化率和增加百分比

球击测试是通过能够在多次球击中进行可重复的球杆运动的自动击打机进行。击打机具有通过带离心枢轴的伺服电机驱动的旋转臂，允许球杆头旋转以更好地模仿实际高尔夫挥杆。击打机是通过多个参数可控的，所有的参数被调整以便达到所需的高尔夫球发射条件。试验机的挥杆运动总体上被设计成模仿现实生活中的挥杆曲线和发射条件(例如，从业余到专业人员有所不同)。初始球发射参数可以通过为追踪高尔夫球的飞行参数特别设计的光学和/或雷达系统进行监控。

高尔夫球材料组成

中心和一个或多个中间层中的每个可以由一种或多种弹性体材料制成并且还可以包括一种或多种非弹性体材料。弹性体材料包括热塑性弹性体和热固性弹性体，该热固性弹性体包括橡胶和交联的嵌段共聚物弹性体。可以用于制造高尔夫球中心、每个中间层和覆盖层的合适的热塑性弹性体的非限制性示例包括加成共聚物的金属阳离子离聚物(“离聚物树脂”)、具有4个至约8个碳原子的乙烯和α-烯烃的茂金属催化的嵌段共聚物、热塑性聚酰胺弹性体(聚醚嵌段聚酰胺)、热塑性聚酯弹性体、热塑性苯乙烯嵌段共聚物弹性体——例如聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)，聚(苯乙烯-乙烯-共聚-丁烯-苯乙烯)和聚(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)——、热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚脲弹性体、以及这些热塑性弹性体和其他热塑性基质聚合物中的动态硫化橡胶。中心、每个中间层和覆盖层也可以由热固性材料制成，特别是交联的弹性体。中心和每个中间层特别是还可以由橡胶制成。

离聚物树脂是烯属不饱和酸的加成共聚物的金属阳离子离聚物。优选的离聚物是至少一种α烯烃、至少一种C_3-8α,β-烯属不饱和羧酸和任选的其它共聚单体的共聚物。共聚物可以包含作为共聚单体的至少一种软化单体，例如烯属不饱和酯(例如乙酸乙烯酯)或烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯(例如C₁至C₈烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯)。

以酸共聚物的总重量为基础，离聚物共聚物中的酸单体单元的重量百分比可以是在具有约1或约4或约6或约8或约10或约12或约15或约20重量百分比的下限和约20(当下限不是20时)或约25或约30或约35或约40重量百分比的上限的范围内。α,β-烯属不饱和酸优选从丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、马来酸、巴豆酸、富马酸、衣康酸，以及这些的组合中选择。在各个实施例中，丙烯酸和甲基丙烯酸可以是特别优选的。

酸单体优选与选自乙烯和丙烯的α-烯烃共聚。以酸共聚物的总重量为基础，离聚物共聚物中的α-烯烃单元的重量百分比可以是至少约15或约20或约25或约30或约40或约50或约60的重量。

在某些优选实施例中，特别是对于覆盖层，除α-烯烃和烯属不饱和羧酸之外，离聚物不包括其他共聚单体。在其他实施例中，共聚合软化共聚单体。合适的软化共聚单体的非限制性示例是C_3-8α,β-烯属不饱和羧酸的烷基酯，特别是烷基基团具有1至8个碳原子的那些，例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、以及这些的组合。当离聚物包括软化共聚单体时，软化共聚单体的单体单元可以存在于共聚物的重量百分比中，在具有共聚物的大于零的有限量或约1或约3或约5或约11或约15或约20的重量百分比的下限和共聚物的约23或约25或约30或约35或约50的重量百分比的上限的范围内。

含酸乙烯共聚物的非限制性具体示例包括乙烯/丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸异丁酯、乙烯/丙烯酸/丙烯酸异丁酯、乙烯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸正丁酯、乙烯/丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯、乙烯/丙烯酸/丙烯酸甲酯、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸甲酯、乙烯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯、以及乙烯/丙烯酸/甲基丙烯酸正丁酯。优选的含酸乙烯共聚物包括乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙烯/丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸甲酯、乙烯/丙烯酸/丙烯酸乙酯、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸乙酯以及乙烯/丙烯酸/丙烯酸甲酯的共聚物。在各个实施例中，最优选的含酸乙烯共聚物包括乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸乙酯和乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物。

乙烯酸共聚物中的酸部分可以通过任何金属阳离子中和。合适的阳离子包括锂、钠、钾、镁、钙、钡、铅、锡、锌、铝、铋、铬、钴、铜、锶、钛、钨、或这些阳离子的组合；在各个实施例中，碱性、碱土或锌金属阳离子是优选的。在各个实施例中，离聚物的酸基团可以被中和从约10％或从约20％或从约30％或从约40％至约60％或至约70％或至约75％或至约80％或至约90％或至100％。

离聚物树脂可以是高酸离聚物树脂。一般情况下，通过中和酸共聚物制备的离聚物包括以未中和的乙烯酸共聚物的总重量为基础的至少约16重量％的共聚合的酸残留物被认为是“高酸”离聚物。在这些高模量离聚物中，酸单体——特别是丙烯酸或甲基丙烯酸——存在约16至约35的重量％。在各个实施例中，共聚合的羧酸可以从未中和的共聚物的约16重量％或约17重量％或约18.5重量％或约20重量％至约21.5重量％或至约25重量％或至约30重量％或至约35重量％。高酸离聚物树脂可以与“低酸”离聚物树脂组合，在“低酸”离聚物树脂中，共聚合的羧酸小于未中和的共聚物的16重量％。

在各个优选实施例中，离聚物树脂是通过将足够高分子量的、单体的、单功能化的有机酸或有机酸的盐添加到酸共聚物或离聚物中使得酸共聚物或离聚物可以被中和至高于将导致离聚物单独变得非熔融可加工的水平的水平而不会失去加工性而形成的。单体的、单功能化的有机酸及其盐可以在它们被中和之前或在它们被任选地部分中和到介于约1和约100％之间的水平之后加入到乙烯-不饱和酸共聚物中，前提是中和的水平使得产生的离聚物残留物保持熔融可加工。一般情况下，当包括单体的、单功能化的有机酸时，共聚物的酸基团可以被中和从至少约40至约100％、优选至少约80％至约100％、更优选至少约90％至约100％、还更优选至少约95％至约100％、并且最优选约100％而不失去加工性。这样高度的中和，特别是到至少约80％或至少约90％或至少约95％或最优选100％的水平，而不失去加工性可以通过下列方法进行：(a)将乙烯α,β-烯属不饱和羧酸共聚物或共聚物的熔融可加工的盐与有机酸或有机酸的盐熔融混合，以及(b)加入高达中和共聚物或离聚物和有机酸或盐中的总酸至所需的水平所需要的量的110％的足够量的阳离子源以将混合物中所有的酸部分的中和水平增加优选至少约80％、至少约90％、至少约95％、或优选至约100％。为了获得100％的中和，优选的是加入相比于获得100％中和化学计量所需的量稍微过量的高达110％的阳离子源。

优选的单体的、单功能化的有机酸是可以具有从6或从约8或从约12或从约18个碳原子到约36个碳原子或到35个碳原子的脂肪族或芳香族的饱和或不饱和酸。单体的、单功能化的有机酸的非限制性合适的示例包括己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、硬脂酸、山萮酸、芥酸、油酸、亚油酸、肉豆蔻酸、苯甲酸、棕榈酸、苯乙酸、萘酸(naphthalenoicacid)、这些的二聚衍生物、以及它们的盐，特别是钡、锂、钠、锌、铋、铬、钴、铜、钾、锶、钛、钨、镁或钙盐。这些可以任何意组合使用。

离聚物树脂的许多品级是市售的，例如杜邦公司的商品名或名称“HPF”、埃克森美孚化工(ExxonMobilChemical)的商品名Iotek^TM和Escor^TM、或霍尼韦尔公司(HoneywellInternationalInc.)的商品名各种品级可以组合使用。在各个优选的实施例中，离聚物树脂可以是丙烯酸或甲基丙烯酸类型的高度中和的离聚物树脂，例如杜邦公司制造的DuPont^TMHPF2000或AD-1035。

热塑性聚烯烃弹性体也可以用于制造高尔夫球。这些是例如在高压过程中在包含环戊二烯基过渡金属化合物和铝氧烷的催化剂系统存在下通过单点茂金属催化制备的具有4至约8个碳原子的茂金属催化的乙烯和α-烯烃的嵌段共聚物。α-烯烃软化共聚单体的非限制性示例包括己烷-1或辛烯-1；辛烯-1是优选使用的共聚单体。这些材料是市售的，例如，埃克森美孚的商品名Exact^TM和陶氏化学公司(DowChemicalCompany)的商品名Engage^TM。

在各个优选实施例中，高尔夫球包括聚烯烃弹性体，特别是刚刚描述的热塑性聚烯烃弹性体之一。球芯中心可以包括以聚烯烃弹性体和离聚物树脂的总重量为基础从按重量计约5％至按重量计约50％——优选从按重量计约10％至按重量计约30％的聚烯烃弹性体。

在一个实施例中，球芯中心或中间层由乙烯和丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种的共聚物的金属离聚物、乙烯和具有4至约8个碳原子的α-烯烃的茂金属催化的共聚物、以及不饱和脂肪酸的金属盐的组合制成，可以如斯泰兹(Statz)等人在U.S.7,375,151中所描述的和肯尼迪(Kennedy)在“用于制造热塑性高尔夫球材料的方法和具有热塑性材料的高尔夫球”、美国专利申请号为13/825,112、申请日为2013年3月15日的申请中所描述的进行制造，上述两个申请的全部内容通过引用并入本文。

可以在高尔夫球的中心、中间层、或覆盖层使用的合适的热塑性苯乙烯嵌段共聚物弹性体包括聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-乙烯-共聚-丁烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)、和聚(苯乙烯-乙烯-共聚-丙烯)共聚物。这些苯乙烯类嵌段共聚物可以通过活性阴离子聚合和例如使用丁基锂作为引发剂形成软嵌段的苯乙烯和二烯的随后加入来制备。热塑性苯乙烯嵌段共聚物弹性体是市售的，例如，美国德克萨斯州休斯顿的美国科腾聚合物有限责任公司(KratonPolymersU.S.LLC)的商品名Kraton^TM。其它这样的弹性体可以通过使用其它可聚合的、硬的、非橡胶单体代替苯乙烯制成嵌段共聚物，包括例如甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸环己酯的甲基(丙烯酸)酯和例如烷基苯乙烯的其它乙烯基亚芳基。

热塑性聚氨酯弹性体例如热塑性聚酯-聚氨酯、聚醚-聚氨酯和聚碳酸酯-聚氨酯可以用作球芯或覆盖层热塑性材料。热塑性聚氨酯弹性体包括使用作为聚合二醇反应物的聚醚和包括聚已酸内酯聚酯的聚酯聚合的聚氨酯。这些聚合二醇基聚氨酯通过聚合二醇(聚酯二醇、聚醚二醇、聚已酸内酯二醇、聚四氢呋喃二醇或聚碳酸酯二醇)、一种或多种聚异氰酸酯、以及任选的一种或多种扩链化合物的反应来制备。如使用的术语扩链化合物是具有与异氰酸基团反应的两个或多个功能化团——例如二醇、氨基醇和二胺——的化合物。优选地，聚合二醇基聚氨酯是大体上线性的(即，大体上所有的反应物都是双功能化的)。

用于制备聚氨酯弹性体的二异氰酸酯可以是芳香族或脂肪族。用于制备热塑性聚氨酯的有用的二异氰酸酯化合物包括，但不限于，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、亚甲基双-4-环己基异氰酸酯(H₁₂MDI)、环己基二异氰酸酯(CHDI)、间四甲基二甲苯二异氰酸酯(m-TMXDI)、对四甲基二甲苯二异氰酸(p-TMXDI)、4,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI，也被称为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯)、2,4-或2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、乙烯二异氰酸酯、1,2-二异氰酸丙烷(diisocyanatopropane)、1,3-二异氰酸丙烷、1,6-己二异氰酸置(六亚甲基二异氰酸酯或HDI)、1,4-伸丁基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯和对苯二甲基二异氰酸酯、4-氯-1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,5-四氢-萘二异氰酸酯、4,4'-二苄基二异氰酸酯、以及亚二甲苯基二异氰酸酯(XDI)、以及这些的组合。有限的量可以用于生产支化热塑性聚氨酯(任选连同单功能化的醇类或单功能化的异氰酸酯)的更高功能化度聚异氰酸酯的非限制性示例可以包括1,2,4-苯三异氰酸酯、1,3,6-六亚甲基三异氰酸酯、1,6,11-十一烷三异氰酸酯、二环庚烷三异氰酸酯、三苯基甲烷-4,4',4”-三异氰酸酯、二异氰酸酯异氰脲酸酯、二异氰酸酯缩二脲、二异氰酸酯脲基甲酸酯、以及诸如此类。

可以用作增量剂的合适的二醇的非限制性示例包括乙二醇和乙二醇的低聚物(包括二甘醇、三甘醇和四甘醇)；丙二醇和丙二醇的低聚物(包括二丙二醇、三丙二醇和四丙二醇)；环己烷二甲醇，1,6-己二醇，2-乙基-1,6-己二醇，1,4-丁二醇，2,3-丁二醇，1,5-戊二醇，1,3-丙二醇，丁二醇，新戊二醇，二羟基烷基化芳香族化合物(例如对苯二酚和间苯二酚的二(2-羟乙基)醚)；对二甲苯-α,α'-二醇；对二甲苯-α,α'-二醇的二(2-羟乙基)醚；间二甲苯-α,α'-二醇，以及这些的组合。可以使用含有至少两个活性氢基团的其他含活性氢的扩链剂，例如，二硫醇、二胺、或具有羟基、硫醇和胺基团的混合的化合物，例如链烷醇胺、氨烷基硫醇和羟烷基硫醇以及其他。合适的二胺增量剂包括，但不限于，乙二胺、二亚乙基三胺、三乙烯四胺和这些的组合。其它典型的扩链剂是氨基醇，例如乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺以及这些的组合。扩链剂的分子量优选从约60至约400变动。醇类和胺类是优选的。

除了双功能化增量剂之外，少量的三功能化增量剂(例如三羟甲基丙烷、1,2,6-己三醇和丙三醇)或单功能化活性氢化合物(例如丁醇或二甲胺)也可以存在。所采用的三功能化增量剂或单功能化化合物的量可以是以所使用的反应产物和含活性氢基团的总重量为基础例如5.0当量百分比或更少。

用于形成热塑性聚氨酯弹性体的聚酯二醇通常是通过一种或多种多元酸化合物和一种或多种多元醇化合物的缩聚反应制备的。优选地，多元酸化合物和多元醇化合物是双功能化的，即二酸化合物和二醇用于制备大体上线性聚酯二醇，虽然可以包括较少量的单功能化、三功能化和更高功能化材料以提供轻度支化但无交联的聚酯多元醇成分。合适的二羧酸包括，但不限于，戊二酸、丁二酸、丙二酸、草酸、邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、己二酸、马来酸、辛二酸、壬二酸、十二烷二酸、它们的酸酐和可聚合的酯(例如，甲酯)和酰卤(例如，酰氯)、和这些的混合物。合适的多元醇包括已经提到的那些，特别是二醇。用于酯化聚合的典型的催化剂是质子酸、路易斯酸、钛醇盐和二烷基锡氧化物。

用于制备热塑性聚氨酯弹性体的聚合聚醚或聚己酸内酯二醇反应物可以通过使二醇引发剂——例如，1,3-丙二醇或乙二醇或丙二醇——与内酯或环氧烷烃扩链剂起反应而获得。可以是由活性氢打开的环的内酯是本领域中公知的。合适的内酯的示例包括，但不限于，ε-己内酯、γ-己内酯、β-丁内酯、β-丙内酯、γ-丁内酯、α-甲基-γ-丁内酯、β-甲基-γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、γ-癸内酯、δ-癸内酯、γ-壬内酯、γ-辛内酯、以及这些的组合。在一个优选实施例中，内酯是ε-己内酯。有用的催化剂包括以上提到的用于聚酯合成的那些。可选择地，反应可以通过在将要与内酯环反应的分子上形成羟基基团的钠盐而引发。在其他实施例中，二醇引发剂可以与含环氧乙烷的化合物反应以生成聚氨酯弹性体聚合中使用的聚醚二醇。环氧烷烃聚合物链段包括，但不限于，环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧环己烷、1-丁烯氧化物、2-丁烯氧化物、1-己烯氧化物、叔丁基乙烯氧化物、苯基缩水甘油醚、1-癸烯氧化物、异丁烯氧化物、环戊烯氧化物、1-戊烯氧化物、以及这些的组合的聚合产物。含环氧乙烷的化合物优选从环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃以及这些的组合中选择。环氧烷烃聚合通常是碱催化的。聚合反应可以以下方式进行：例如通过使羟基功能化的引发剂化合物和催化量的苛性碱例如氢氧化钾、甲醇钠、或叔丁醇钾带电并以足够的速率加入环氧烷烃以保持可用于反应的单体。两种或更多种不同的环氧烷烃单体可以通过一致加入随机共聚或通过后续加入以嵌段的方式聚合。环氧乙烷或环氧丙烷的均聚物或共聚物是优选的。四氢呋喃可以通过使用例如SbF₆ ^ˉ、AsF₆ ^ˉ、PF₆ ^ˉ、SbCl₆ ^ˉ、BF₄ ^ˉ、CF₃SO₃ ^ˉ、FSO₃ ^ˉ和ClO₄ ^ˉ这样的抗衡离子的阳离子开环反应来聚合。引发是通过第三水合氢离子的形成。聚四氢呋喃链段可以被制成“活性聚合物”并通过与二醇——例如以上提到的那些中的任何一个——的羟基基团反应而终止。聚四氢呋喃也被称为聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)。

可以用于制备热塑性聚氨酯弹性体的脂肪族聚碳酸酯二醇可以通过二醇与碳酸二烷基酯(例如碳酸二乙酯)、碳酸二苯酯、或二氧杂戊环酮(dioxolanones，例如具有五元环和六元环的环状碳酸酯)在像碱金属、锡催化剂或钛化合物之类的催化剂的存在下反应来制备。有用的二醇包括，但不限于，已经提到的那些中的任何一种。芳香族聚碳酸酯通常是由双酚——例如双酚A——与碳酰氯或碳酸二苯酯的反应制备的。

在各个实施例中，聚合二醇优选具有至少约500、更优选至少约1000、甚至更优选至少约1800的重均分子量和至多约10,000的重均分子量，但具有至多约5000特别是至多约4000的重均分子量的聚合二醇也可以是优选的。聚合二醇有利地具有在从约500至约10,000、优选从约1000至约5000、并且更优选从约1500至约4000的范围内的重均分子量。重均分子量可以通过ASTMD4274来确定。

聚异氰酸酯、聚合二醇和二醇或其他扩链剂的反应通常在高温下在催化剂存在下进行。用于该反应的典型的催化剂包括有机锡催化剂，例如辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、氧化二丁基锡、叔胺、锌盐和锰盐。通常，对于弹性体聚氨酯，聚合二醇例如聚酯二醇与增量剂的比例可以在相对宽的范围内主要根据最终聚氨酯弹性体的所需弯曲模量而变化。例如，聚酯二醇与增量剂的当量比可以在1:0到1:12并且更优选从1:1到1:8的范围内。优选地，所使用的二异氰酸酯的比例为使得异氰酸酯当量与含活性氢材料当量的整体比在1:1到1:1.05并且更优选地1:1到1:1.02的范围内。聚合二醇链段通常是聚氨酯聚合物的重量的从约35％至约65％，并且优选地为聚氨酯聚合物的重量的从约35％至约50％。

合适的热塑性聚脲弹性体可以通过一种或多种聚合二胺或多元醇与已经提到的一种或多种聚异氰酸酯和一种或多种二胺增量剂的反应来制备。合适的二胺增量剂的非限制性示例包括乙二胺、1,3-丙二胺、2-甲基-戊二胺、己二胺、2,2,4-和2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、亚氨基-双(丙胺)、酰亚胺-双(丙胺)、N-(3-氨丙基)-N-甲基-1,3-丙二胺)、1,4-双(3-氨基丙氧基)丁烷、二甘醇-二(氨丙基)醚、1-甲基-2,6-二氨基环己烷、1,4-二氨基-环己烷、1,3-或1,4-双(甲氨基)-环己烷、异佛尔酮二胺、1,2-或1,4-双(仲丁基氨基)-环己烷、N,N'-二异丙基-异佛尔酮二胺、4,4'-二氨基-二环己基甲烷、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基-二环己基甲烷、N,N'-二烷基氨基-二环己基甲烷、以及3,3'-二乙基-5,5'-二甲基-4,4'-二氨基-二环己基甲烷。聚合二胺包括聚氧乙烯二胺、聚氧丙烯二胺、聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二胺、和聚(四亚甲基醚)二胺。已经提到的胺和羟基功能化的增量剂同样也可以使用。通常，如前所述，三功能化的反应物是有限的并且可以与单功能化反应物结合使用以防止交联。

合适的热塑性聚酰胺弹性体可以通过以下步骤得到：(1)(a)二羧酸——例如草酸、己二酸、癸二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-环己烷二羧酸、或已经提到的其他二羧酸中的任何一种——与(b)二胺——例如乙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、或癸二胺或、1,4-环己烷二胺、间苯二甲胺、或已经提到的其它二胺中的任何一种——的缩聚；(2)环状内酰胺——例如ε-己内酰胺或ω-十二内酰胺——的开环聚合；(3)氨基羧酸——例如6-氨基己酸、9-氨基壬酸、11-氨基十一酸、或12-氨基十二酸——的缩聚；或(4)环状内酰胺与二羧酸和二胺的缩聚以制备羧酸功能化的聚酰胺嵌段，接着与聚合醚二醇(聚氧化烯二醇)——例如已经提到的那些中的任何一种——反应。聚合反应可以例如在从约180℃至约300℃的温度下进行。合适的聚酰胺嵌段共聚物的具体示例包括尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙11、尼龙12、共聚合尼龙MXD6和尼龙46嵌段共聚物弹性体。

热塑性聚酯弹性体具有形成结晶区域的低链长度的单体单元的嵌段和具有相对较高的链长度的单体单元的软化链段嵌段。热塑性聚酯弹性体是市售的，杜邦的商品名为和阿科玛(Arkema)的商品名

热塑性弹性体的另一种合适的示例是具有经由橡胶的动态硫化掺入热塑性基体中的硫化橡胶的分散域的那些。热塑性基体可以是这些热塑性弹性体或其它热塑性聚合物中的任何一种。一种这样的组合物在沃赫兹(Voorheis)等人美国专利号为7,148,279的专利中进行了描述，上述专利通过引用包含在此。在各个实施例中，球芯中心可以包括非弹性体基质树脂例如聚丙烯中的橡胶的热塑性动态硫化。市售的埃克森美孚的商品名Santoprene^TM的热塑性硫化橡胶被认为是聚丙烯中的EPDM(三元乙丙橡胶)的硫化域。

可以掺入增塑剂或软化聚合物。这样的增塑剂的一个示例是高分子量、单体的有机酸或可以和已经描述的离聚物聚合物一起掺入的其盐，包括金属硬脂酸盐例如硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锂和硬脂酸镁。对于大多数热塑性弹性体，如果低硬度是期望的，硬与软链段的百分比可以不通过加入增塑剂进行调整。

也可以使用热固性弹性体。具体地，硫化橡胶可以在球芯中使用并且交联的热塑性弹性体可以用于覆盖层。

基础橡胶的合适的非限制性示例包括丁二烯，例如高顺式-1,4-聚丁二烯、天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、苯乙烯聚丁二烯橡胶、以及乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)。

在各个实施例中，中心或中间层可以包括橡胶组合物的硫化产品，橡胶组合物包含聚丁二烯、不饱和羧酸或不饱和羧酸的金属盐、以及有机过氧化物。在某些实施例中，聚丁二烯可以具有至少约40、优选从约40至约85、并且更优选从约50至约85的门尼粘度(Mooneyviscosity，ML₁₊₄(100℃.))。“门尼粘度(ML₁₊₄(100℃.))”是根据JISK6300使用门尼粘度计测得的，门尼粘度计是一种类型的旋转塑性体。在术语ML₁₊₄(100℃.)中，“M”表示门尼粘度，“L”代表大转子(L型)，以及“1+4”表示1分钟的预热时间和4分钟的转子旋转时间。“(100℃.)”表示测量是在100℃的温度下进行的。

在某些实施例中，以丁二烯单体单元的总数为基础，聚丁二烯可以具有至少约70％、优选至少约80％、更优选至少约90％、并且还更优选至少约95％、并且最优选至少约98％的单体单元经由顺式-1,4键结合。聚丁二烯中更高的顺式-1,4-键含量通常增加弹性。此外，可以优选的是，聚丁二烯具有优选不超过2％、更优选不超过1.7％、甚至更优选不超过1.5％的1,2-乙烯键含量。这样的高顺式-1,4-聚丁二烯是市售的或可以使用稀土催化剂或VIII族金属化合物催化剂——优选稀土类催化剂——进行聚合。可以使用的稀土催化剂的非限制性示例包括通过镧系稀土类化合物与有机铝化合物、铝氧烷、卤素承载化合物(halogen-bearingcompound)、以及任选的路易斯碱的组合制备的那些。合适的镧系稀土类化合物的示例包括卤化物、羧化物、醇化物、硫代醇化物和原子序数57至71的金属酰胺。钕催化剂是特别有利的，因为它使聚丁二烯橡胶具有高的顺式-1,4键含量和低的1,2-乙烯键含量。当包括其它橡胶时，以基础橡胶的总重量为基础，高顺式-1,4-聚丁二烯应为按重量计至少约50％、优选按重量计至少约80％。

橡胶组合物可以包括用作交联剂或共交联剂的不饱和羧酸或不饱和羧酸的金属盐。一般情况下，这样的不饱和羧酸或盐可以是具有3至8个碳原子的α,β-烯属不饱和酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、和富马酸，可以使用它们的镁和锌盐。优选的共交联剂的具体示例包括二丙烯酸锌、二丙烯酸镁、二甲基丙烯酸锌和二甲基丙烯酸镁。不饱和羧酸或其盐的量通常为每100重量份的基础橡胶至少约10重量份、优选至少约15重量份，并且至多约50重量份、优选至多约45重量份。

橡胶组合物包括自由基引发剂或硫化合物。合适的引发剂包括有机过氧化物化合物，例如过氧化二异丙苯、1,1-二(叔丁基过氧化)3,3,5-三甲基环己烷、α,α-双(叔丁基过氧)二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二(叔丁基过氧化)己烷、二叔丁基过氧化物。以100重量份的基础橡胶为基础，有机过氧化物的量通常为至少约0.1重量份、优选至少约0.3重量份、更优选等于至少约0.5重量份、至多约3.0重量份、优选至多约2.5重量份。合适的硫化合物的非限制性示例包括苯硫酚、萘硫酚、卤化苯硫酚、以及这些的金属盐，例如五氯苯硫酚、五氟苯硫酚、五溴苯硫酚、对氯苯硫酚以及其锌盐；二苯基多硫化物、二苄基多硫化物、联苯甲酰多硫化物、二苯并噻唑基多硫化物以及具有2至4个硫原子的二硫代苯甲酰基多硫化物；烷基苯基二硫化物；以及含呋喃环硫化合物和含噻吩环硫化合物，特别是二苯基二硫化物或五氯苯硫酚的锌盐。以100重量份的基础橡胶为基础，硫化合物的量通常为至少约0.05重量份、优选至少约0.2重量份、更优选至少约0.4重量份或至少约0.7重量份、至多约5.0重量份、优选至多约4重量份、更优选至多约3重量份或至多约1.5重量份。

覆盖层还可以包括交联的热塑性弹性体，例如交联的聚氨酯、聚脲、或聚酰胺弹性体。交联的聚氨酯和聚脲覆盖层可以通过交联聚酯或聚合多元胺——例如以上在制造热塑性聚氨酯和聚脲时所描述的那些中的一种——与聚异氰酸酯交联剂或通过交联羟基功能化的热塑性聚氨酯弹性体或胺功能化的热塑性聚脲或胺功能化的热塑性聚酰胺与聚异氰酸酯交联剂来形成。可以使用的聚异氰酸酯交联剂的非限制性示例包括1,2,4-苯三异氰酸酯、1,3,6-六亚甲基三异氰酸酯、1,6,11-十一烷三异氰酸酯、二环庚烷三异氰酸酯、三苯基甲烷-4,4',4”-三异氰酸酯、二异氰酸酯异氰脲酸酯、二异氰酸酯缩二脲、二异氰酸酯脲基甲酸酯、例如以上已经提到的二异氰酸酯中的任何一种。

在另一个实施例中，覆盖层包括通过交联位于硬链段中的烯属不饱和键制备的交联的热塑性聚氨酯弹性体，交联位于硬链段中的烯属不饱和键可以例如使用热或光化辐射通过自由基引发交联。交联可以通过烯丙醚侧基团与至少一种烯丙醚侧基团来进行，烯丙醚侧基通过使用具有两个异氰酸酯反应基团——例如伯羟基——的不饱和二醇形成热塑性聚氨酯来提供。这样的不饱和二醇的非限制性示例包括下式的那些：

其中R是取代的或未取代的烷基基团，并且x和y独立地是1至4的整数。在一个具体实施例中，不饱和二醇可以是三羟甲基丙烷单烯丙醚(“TMPME”)(CAS号682-11-1)。TMPME是市售的，例如来自瑞典柏斯托精细化学品有限公司(PerstorpSpecialtyChemicalsAB)。可以用作不饱和二醇的其他合适的化合物可以包括：1,3-丙二醇，2-(2-丙烯-1-基)-2-[(2-丙烯-1-基氧基)甲基]；1,3-丙二醇，2-甲基-2-[(2-丙烯-1-基氧基)甲基]；1,3-丙二醇，2,2-双[(2-丙烯-1-氧基)甲基；和1,3-丙二醇，2-[(2,3-二溴丙氧基)甲基]-2-[(2-丙烯-1-氧基)甲基]。交联的聚氨酯是通过将不饱和二醇、至少一种二异氰酸酯、具有从约500至约4000的数均分子量的至少一种聚合多元醇、任选的至少一种非聚合物反应物与通常具有小于约450的分子量的两个或更多个异氰酸酯反应基团(“增量剂”)和足够量的自由基引发剂反应以产生诱导通过烯属不饱和基团的加成聚合交联的自由基而制备的。

烯属不饱和也可以在制成聚氨酯后引入，例如通过共聚合二羟甲基丙酸，然后将悬垂羧基与甲基丙烯酸异氰基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯或烯丙基缩水甘油醚反应。

交联的热塑性聚氨酯弹性体中的不饱和二醇单体单元的量通常可以是从约0.1wt.％至约25wt.％。在具体实施例中，交联的热塑性聚氨酯弹性体中的不饱和二醇单体单元的量可以是约10wt.％。此外，构成交联的热塑性聚氨酯弹性体的反应物的NCO指数(异氰酸酯指数)可以是约0.9至约1.3。如众所周知的，NCO指数是异氰酸酯功能化团与含活性氢基团的摩尔比。在具体实施例中，NCO指数可以是约1.0。

一旦反应，由扩链剂和二异氰酸酯组成的聚合物链的部分通常通过弱(即，非共价)结合——例如通过范德华力、偶极-偶极相互作用、或氢键——将它们自身排列成晶畴(crystallinedomain)。这些部分通常被称为硬链段，因为其结晶结构比由聚合多元醇链段组成的非定型部分硬。由烯丙醚或其它烯属不饱和侧基的加成聚合形成的交联应被理解为是在这样的晶畴中。

高尔夫球材料的物理性质可以通过包括填料进行改性。合适的填料的非限制性示例包括粘土、滑石、石棉、石墨、玻璃、云母、硅酸钙、硫酸钡、硫化锌、氢氧化铝、硅酸盐、硅藻土、碳酸盐(例如碳酸钙、碳酸镁以及诸如此类)、金属(例如钛、钨、铝、铋、镍、钼、铁、铜、黄铜、硼、青铜、钴、铍以及这些的合金)、金属氧化物(例如氧化锌、氧化铁、氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化锆以及诸如此类)、粒状合成塑料(例如高分子量聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯离聚物树脂以及诸如此类)、粒状碳质材料(例如炭黑、天然沥青以及诸如此类)，以及棉束、纤维素束和/或皮革纤维。可以用于增加比重的重质填料的非限制性示例包括钛、钨、铝、铋、镍、钼、铁、钢、铅、铜、黄铜、硼、碳化硼晶须、青铜、钴、铍、锌、锡和金属氧化物(例如氧化锌、氧化铁、氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化锆)。可以用于降低比重的轻质填料的非限制性示例包括粒状塑料、玻璃、陶瓷、和空心球、回用料、或这些的泡沫材料。可以在高尔夫球的球芯中心和球芯层中使用的填料通常是以细粒的形式。

覆盖层可以配制有颜料，例如黄色或白色颜料，并且特别是白色颜料例如二氧化钛或氧化锌。通常使用二氧化钛作为白色颜料，例如传递给100重量份聚合物从约0.5重量份或1重量份至约8重量份或10重量份的量。在各个实施例中，白色的覆盖层可以用少量蓝色颜料或增白剂着色。

常规的添加剂也可以包括在高尔夫球材料中，例如分散剂、抗氧化剂(例如酚类、亚磷酸盐、和酰肼类)、加工助剂、表面活性剂、稳定剂、等等。覆盖层还可以含有添加剂，例如受阻胺光稳定剂(例如哌啶和杂氧环(oxanalides))、紫外线吸收剂(例如苯并三唑类、三嗪和受阻酚类)、荧光材料和荧光增白剂、染料(例如蓝色染料)、和抗静电剂。

材料可以通过常规方法复合，例如在单或双螺杆挤出机、班伯里混合机(Banburymixer)、密闭式混合机、二辊轧机，或螺条混合机中熔体混合。球芯，或者在多层球芯的情况下，中心和一个或多个中间层可以通过通常的方法例如通过注射成型和压缩成型形成。球芯可以被研磨到所需的直径。研磨也可用于去除由于成型过程导致的飞边、销痕迹、及浇口痕迹。

在球芯上成型覆盖层。在各个实施例中，用于制造覆盖层的第三热塑性材料可以优选包括热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚脲弹性体、和乙烯与烯属不饱和羧酸的共聚物的金属阳离子盐。

可以通过注射成型、压缩成型、铸造等等在球芯上形成覆盖层。例如，当覆盖层通过注射成型形成时，预先制成的球芯可以设置在模具内，并且覆盖层材料可以被注入模具中。通常是通过注射成型或压缩成型在球芯上成型覆盖层。可替代地，可以使用的另一种方法包括通过压铸或另一成型方法由覆盖层材料预成型一对半覆盖层，用半覆盖层包封球芯，并且在例如介于120°和170℃之间压缩成型1至5分钟以围绕球芯附接覆盖层半部。球芯可以是在覆盖层在其上形成之前表面处理过的以提高球芯和覆盖层之间的粘附性。合适的表面制剂的非限制性示例包括机械或化学磨损、电晕放电、等离子体处理、或助粘剂例如硅烷或粘合剂的应用。覆盖层通常具有凹坑图案和轮廓以为高尔夫球提供所需的空气动力学特性。

在各个实施例中，制造覆盖层所使用的材料可以优选包括热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚脲弹性体、离聚物树脂、或这些或热固性聚氨酯弹性体或聚脲弹性体的组合。

高尔夫球可以是任何尺寸，虽然USGA(美国高尔夫球协会)要求在比赛中使用的高尔夫球的直径为至少1.68英寸(42.672mm)且重量不大于1.62盎司(45.926g)。对于USGA比赛以外的运动，高尔夫球可以具有更小的直径并且可以更重。

在高尔夫球已成型之后，它可以经历各种进一步处理步骤，例如抛光、涂漆和标记。在本发明的特别优选的实施例中，高尔夫球具有覆盖65％或更多的表面的凹坑图案。高尔夫球通常涂覆有耐用的、耐磨的和相对非泛黄面漆。

虽然实施本发明的最佳模式已被详细描述，但是熟悉本发明涉及的领域的人员将认识到用于实践本发明的各种替代设计和实施例在所附权利要求的范围内。意图是在上述说明书中包含的或在附图中示出的所有内容应被解释为仅是说明性的，而不是限制性的。

Claims (30)

1.一种制造多层高尔夫球的方法，其特征在于，包含：

从离聚物热塑性材料注射成型球芯，所述球芯具有外表面，所述外表面包括在共同的球体上对齐的多个多边形着陆部和从所述球体径向向内延伸的多个凹槽；

将所述球芯定位在第一半球形壳和径向相对的第二半球形壳之间，每个半球形壳由橡胶材料制成；

压缩成型所述第一半球形壳和所述第二半球形壳使得来自第一半球形壳和第二半球形壳各自的橡胶材料符合所述球芯的所述外表面而跨越整个外表面；

硫化所述橡胶材料以形成包围所述球芯的单一中间层；以及

通过注射成型和压缩成型中的一种围绕所述中间层成型覆盖层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个凹槽包括围绕第一轴线设置的第一组环形凹槽、围绕第二轴线设置的第二组环形凹槽以及围绕第三轴线设置的第三组环形凹槽；以及

其中所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线相互正交。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包含冷成型第一中间橡胶坯料和第二中间橡胶坯料；以及

部分硫化所述第一中间橡胶坯料和所述第二中间橡胶坯料中的每个以形成所述第一半球形壳和所述第二半球形壳中的每个。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，部分硫化所述第一中间橡胶坯料和所述第二中间橡胶坯料中的每个包括围绕各自的金属球体压缩成型所述第一中间橡胶坯料和所述第二中间橡胶坯料中的每个。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其特征在于，进一步包含将所述中间层结合到所述球芯而跨越所述球芯的整个外表面。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其特征在于，所述橡胶材料包含：

含有聚丁二烯的主橡胶；

不饱和羧酸或其金属盐；以及

有机过氧化物。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其特征在于，进一步包含通过注射成型和压缩成型中的一种围绕所述第一中间层成型第二中间层；以及

其中所述覆盖层包围所述第二中间层。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二中间层的硬度大于63的肖氏D标度测量的硬度并且大于所述覆盖层的硬度。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二中间层和所述覆盖层具有至多约2.5mm的总径向厚度。

10.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，其特征在于，每个环形凹槽从所述球体延伸介于0.15mm和2.0mm之间的最大距离。

11.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，其特征在于，每个环形凹槽从所述球体延伸介于0.15mm和0.8mm之间的最大距离。

12.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，其特征在于，每个环形凹槽从所述球体延伸介于0.15mm和0.5mm之间的最大距离。

13.根据权利要求1-12中的任一项所述的方法，其特征在于，每个环形凹槽从所述球体延伸介于0.15mm和0.3mm之间的最大距离。

14.根据权利要求1-13中的任一项所述的方法，其特征在于，每个环形凹槽从所述球体延伸大体上相同的最大距离。

15.根据权利要求1-14中的任一项所述的方法，其特征在于，至少80％的所述多边形着陆部具有四边形的周界。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一、第二和第三组环形凹槽配合以限定至少八个三角形部分，每个相应的三角形部分被设置在由所述第一、第二和第三轴线所限定的不同的卦限中；

其中每个三角形部分包括具有从三角形、五边形、六边形或八边形中选择的周界的至少一个相应的多边形着陆部。

17.根据权利要求1-16中的任一项所述的方法，其特征在于，所述多边形着陆部的总数介于100和300之间。

18.根据权利要求1-17中的任一项所述的方法，其特征在于，每个凹槽包括半径。

19.根据权利要求1-18中的任一项所述的方法，其特征在于，所述球芯具有重合的几何中心和质心。

20.根据权利要求1-19中的任一项所述的方法，其特征在于，所述球体具有介于24mm和32mm之间的直径。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述中间层具有介于4.0mm和9.0mm之间的最小径向厚度。

22.根据权利要求1-21中的任一项所述的方法，其特征在于，所述离聚物热塑性材料具有高达约10,000psi的弯曲模量。

23.根据权利要求1-22中的任一项所述的方法，其特征在于，所述覆盖层是由具有高达约72的肖氏-D标度测量的硬度的热塑性材料模制成的。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述热塑性材料是具有高达约1000psi的弯曲模量的热塑性聚氨酯。

25.一种制造多层高尔夫球的方法，其特征在于，包含：

从离聚物热塑性材料注射成型球芯，所述球芯具有外表面，所述外表面包括在共同的球体上对齐的多个多边形着陆部和从所述球体径向向内延伸的多个凹槽；

从橡胶材料冷成型第一中间层坯料和第二中间层坯料；

部分硫化所述第一中间层坯料和所述第二中间层坯料中的每个以分别形成第一半球形壳和第二半球形壳；

将所述球芯定位在所述第一半球形壳和所述第二半球形壳之间使得所述第一半球形壳和所述第二半球形壳配合以包围所述球芯；

压缩成型所述第一半球形壳和所述第二半球形壳使得来自相应的第一半球形壳和第二半球形壳的橡胶材料符合所述球芯的所述外表面而跨越整个外表面；

完全硫化所述橡胶材料以形成包围所述球芯的单一中间层；以及

通过注射成型和压缩成型中的一种围绕所述中间层成型覆盖层。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述多个凹槽包括围绕第一轴线设置的第一组环形凹槽、围绕第二轴线设置的第二组环形凹槽、以及围绕第三轴线设置的第三组环形凹槽；以及

其中所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线相互正交。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，完全硫化所述橡胶材料包括加热所述橡胶材料至高于约200℃的温度。

28.根据权利要求25-27中的任一项所述的方法，其特征在于，部分硫化所述第一中间橡胶坯料和所述第二中间橡胶坯料中的每个包括围绕各自的金属球体压缩成型所述第一中间橡胶坯料和所述第二中间橡胶坯料中的每个。

29.根据权利要求25-28中的任一项所述的方法，其特征在于，进一步包含将所述中间层结合到所述球芯而跨越所述球芯的整个外表面。

30.根据权利要求25-29中的任一项所述的方法，其特征在于，所述橡胶材料包含：

含有聚丁二烯的主橡胶；

不饱和羧酸或其金属盐；以及

有机过氧化物。