CN108404370B - 包括玻璃泡状物填充材料的高尔夫球棒头部 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括玻璃泡状物填充材料的高尔夫球棒头部。本文中公开一种具有包括填充材料（包括聚合物和多个微小玻璃泡状物）的至少一个腔的高尔夫球棒头部以及一种制造此类高尔夫球棒头部的方法。尤其，所述高尔夫球棒头部是具有击打面、后部部分以及布置在所述击打面后方的内部腔的铁高尔夫球棒头部，所述内部腔至少部分填充有所述填充材料。多个微小玻璃泡状物构成所述填充材料的体积的5‑70%，并且更优选地，所述填充材料的体积的大约20‑30%。所述聚合物材料优选地是具有0.40‑0.50的泊松比的聚氨酯。在一些实施例中，所述填充材料采用固定到所述击打面的后表面的图案的形式，而在其它实施例中，所述填充材料注入到所述内部腔中。

Description

包括玻璃泡状物填充材料的高尔夫球棒头部

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年2月9日提交的美国临时专利申请第62/457,086号的优先权，该美国临时专利申请的公开内容借此以全文引用方式并入本文中。

关于联邦政府资助的研发或开发的声明

不适用。

技术领域

本发明涉及一种高尔夫球棒头部。更具体来说，本发明涉及一种铁质类型的高尔夫球棒头部，其包括改善球棒头部的声音、而不显著减小高尔夫球棒头部的球速或恢复系数的新颖聚合物填充材料。

背景技术

高尔夫球棒头部（并且尤其铁质类型的高尔夫球棒头部）通常包括布置在击打面后方的聚合物材料，以在与高尔夫球撞击时改善或抑制头部的声音。例如，美国专利第5,492,327号公开一种在凹口中具有吸音材料的铁高尔夫球棒头部，美国专利第6,743,117号公开一种在铁高尔夫球棒头部中在击打面插入物后方的吸音插入物，并且美国专利第9,168,437号公开一种附接到铁高尔夫球棒头部的击打面的背面的弹性体插入物。令人遗憾的是，虽然聚合物填充物或插入物可以改善高尔夫球棒（该聚合物填充物或插入物布置在其中）的声音，但是此构型减小离开击打面的球速以及高尔夫球棒头部的恢复系数(COR)。这是因为聚合物（诸如氨基甲酸酯）是刚性的、具有大约0.5的泊松比，并且当聚合物填充腔或空间时，该聚合物防止高尔夫球棒面弯曲而发生。因此，需要一种高尔夫球棒头部，其包括还保持或以其它方式优化球速和COR值的经改进填充材料。

发明内容

高尔夫球棒头部包括一种材料，其包括与聚合物材料（优选地氨基甲酸酯或硅树脂）混合的微小玻璃泡状物（也称为中空玻璃珠）、至少部分填充球棒头部内的腔或以图案形式固定到球棒头部的一部分。与具有所有相同特征和特性、但是完全缺少聚合物填充材料的高尔夫球棒头部相比，在聚合物材料中存在玻璃泡状物防止高尔夫球棒头部的COR减小超过0.10、并且更优选地减小超过0.05。

本发明的一个方面是一种铁质类型的高尔夫球棒头部，其包括：包括击打面、底部部分、顶部部分、后部部分和腔的本体；以及至少部分填充所述腔的填充材料，其中所述填充材料包括聚合物材料和多个微小玻璃泡状物，并且其中所述多个微小玻璃泡状物构成所述填充材料的体积的5%至70%。在一些实施例中，聚合物材料可以选自包括聚氨酯和硅树脂的群组，并且在其它实施例中，这多个微小玻璃泡状物可以构成所述填充材料的体积的至少20%。在进一步实施例中，其中这多个微小玻璃泡状物可以构成所述填充材料的体积的25-30%。在另一实施例中，聚合物材料可以具有0.00-0.50的泊松比，并且在进一步实施例中，聚合物材料可以具有0.40-0.50的泊松比。在又一实施例中，当击打面的中心区域撞击高尔夫球时，高尔夫球棒头部可以具有3000-6000 Hz的音调、90-100 dB的振幅、1-2.5 ms的持续时间和至少112.5 mph的球速。在另一实施例中，填充材料形成为图案（medallion）。

本发明的另一方面是一种方法，其包括以下步骤：提供高尔夫球棒头部，其包括具有至少一个腔的本体；提供聚合物材料；提供多个微小玻璃泡状物；使所述多个微小玻璃泡状物与所述聚合物材料组合以产生填充材料；以及将所述填充材料注入到所述高尔夫球棒头部的所述至少一个腔中，其中所述多个微小玻璃泡状物构成所述填充材料的体积的5-70%。在一些实施例中，这多个微小玻璃泡状物可以构成所述填充材料的体积的大约至少25-30%。在其它实施例中，聚合物材料可以选自包括聚氨酯和硅树脂的群组并且可以具有0.40-0.50的泊松比。

本发明的又一方面是一种方法，其包括以下步骤：提供高尔夫球棒头部，其包括具有至少一个腔的本体；提供聚合物材料；提供选自包括固化剂和催化剂的群组的试剂材料；提供多个微小玻璃泡状物；使所述多个微小玻璃泡状物与所述试剂材料组合以产生中间材料；使所述中间材料与所述聚合物材料组合以产生填充材料；以及将所述填充材料注入到所述高尔夫球棒头部的所述至少一个腔中，其中所述多个微小玻璃泡状物构成中间材料的体积的5-70%。在一些实施例中，填充材料可以包括1:1比例的聚合物材料和中间材料。在其它实施例中，这多个微小玻璃泡状物可以构成所述中间材料的体积的大约20-30%，并且聚合物材料可以选自包括聚氨酯和硅树脂的群组。

本发明的另一方面是一种方法，其包括以下步骤：提供高尔夫球棒头部，其包括具有至少一个腔的本体；提供具有0.40-0.50的泊松比的聚合物材料；提供选自包括固化剂和催化剂的群组的试剂材料；提供多个微小玻璃泡状物；使所述聚合物材料与所述试剂材料组合以形成中间材料；使所述多个微小玻璃泡状物与所述中间材料组合以产生填充材料；将所述填充材料注入到所述高尔夫球棒头部的所述至少一个腔中；以及固化所述高尔夫球棒头部内的所述填充材料，其中所述多个微小玻璃泡状物构成所述填充材料的体积的5-70%。在一些实施例中，高尔夫球棒头部可以是铁质类型的高尔夫球棒头部，这多个微小玻璃泡状物可以构成所述填充材料的体积的大约20-30%，并且聚合物材料可以选自包括聚氨酯和硅树脂的群组。

本发明的又一方面是一种方法，其包括以下步骤：提供铁质类型的高尔夫球棒头部，其包括具有击打面、底部部分、顶部部分、后部部分和至少一个腔的本体；提供聚氨酯材料；提供选自包括固化剂和催化剂的群组的试剂材料；提供多个微小玻璃泡状物；使这多个微小玻璃泡状物与试剂材料以5:3的比例组合以形成中间材料；使聚合物材料与中间材料组合以产生填充材料；将填充材料注入到铁质类型的高尔夫球棒头部的至少一个腔中；以及在炉中固化所述铁质类型的高尔夫球棒头部，其中这多个微小玻璃构成填充材料的体积的至少20%，并且其中聚氨酯材料具有0.40-0.50的泊松比。在一些实施例中，所述至少一个腔可以布置在击打面与后部部分之间，并且该填充材料可以完全填充所述至少一个腔。在其它实施例中，这多个微小玻璃泡状物可以构成所述填充材料的体积的大约30%。

已经简要描述本发明，结合附图，根据本发明的以下具体实施方式，所属领域的技术人员将认识到其以上和其它目的、特征和优点。

附图说明

图1是本发明的铁质类型的高尔夫球棒头部的后部正视图。

图2是图1中所示实施例沿着线2-2的横截面视图。

图3是本发明的第二实施例的横截面视图。

图4是本发明的第三实施例的后部正视图。

图5是示出制备图2-4中所示聚合物填充材料的第一方法的流程图。

图6是示出制备图2-4中所示聚合物填充材料的第二方法的流程图。

图7是示出制备图2-4中所示聚合物填充材料的第三方法的流程图。

图8-9是示出图1中所示高尔夫球棒头部在具有和不具有不同聚合物填充材料和构型的情况下的声音测量结果的图表。

图10是示出从具有不同聚合物填充材料和构型的测试6铁质头部的击打面的中心区域获取的球速测量结果的盒型图。

图11是示出从具有不同聚合物填充材料和构型的测试6铁质头部的击打面的低中心区域获取的球速测量结果的盒型图。

具体实施方式

本发明涉及高尔夫球棒头部，并且尤其涉及铁质类型的高尔夫球棒头部，其包括具有聚合物材料和微小玻璃泡状物（本文中也称为微小中空玻璃珠）的新颖填充材料。当与聚合物材料合并时，这些玻璃泡状物具有两个目的：(1) 其通过用空气替代弹性体来减轻整体填充重量，因此降低材料的比重；以及(2) 其增加填充材料的孔隙率，从而允许微孔在聚合物材料中的形成。这些微孔是小气囊，当球棒头部撞击高尔夫球时，其允许聚合物弯曲，因此增加头部的COR，同时维持由聚合物自身提供的声音改善，例如dB水平和持续时间的降低。聚合物材料优选地是具有0.00-0.50、并且更优选地0.40-0.50的泊松比的弹性体，例如聚氨酯或硅树脂，并且玻璃泡状物优选地按D50微米（其是所测量样品的中值粒径）测量，每一玻璃泡状物具有大约18-50微米的直径。

在图1和图2中示出高尔夫球棒头部的优选实施例。在此实施例中，高尔夫球棒头部10是腔背面铁质头部，其具有面杯（face cup）20、本体30和在该本体与面杯的击打部分22之间的腔40。腔40完全填充有玻璃泡状物填充材料50，其并不延伸到本体30的上部腔部分32中。在图3中所示的替代实施例中，高尔夫球棒头部10是具有中空内部15的封闭腔背面铁质头部，中空内部15完全填充有玻璃珠填充材料50。在图4中所示的又一实施例中，高尔夫球棒头部10具有带有图案60的开放腔背面35，图案60由固定到击打部分22的后表面23的玻璃珠填充材料50模制或以其它方式形成。在这些实施例中的每一者中，新颖填充材料50中的玻璃泡状物优选地构成填充材料50的5%至70%（按体积计）、更优选地该体积的至少20%，并且最优选地填充材料50的体积的大约25-30%。

存在数种制造玻璃泡状物填充材料50并将其并入到根据本发明的高尔夫球棒头部10中的方法。图5中所示的第一方法100包括以下步骤：提供弹性体材料110，例如聚氨酯；提供微小玻璃泡状物120；使玻璃泡状物与弹性体材料组合130以使玻璃泡状物形成所产生混合物的体积的5-70%、并且更优选地所产生材料的体积的大约25-30%；将所产生混合物注入到高尔夫球棒头部的腔40或中空内部15或者用于图案的模具中140；以及然后炉固化该混合物或者以其它方式允许其固化150（例如，对于自固化材料，在空气温度下）。

图6中所示的第二优选方法200包括以下步骤： 提供预聚合物树脂（部分A） 210，例如聚氨酯或硅树脂；提供固化或催化剂试剂（部分B） 220；以及提供玻璃泡状物230；使固化或催化剂试剂（部分B）与玻璃泡状物组合以形成中间材料（部分C） 240，玻璃泡状物是中间材料的5-70%（按体积计）、并且更优选地25-30%（按体积计）；使中间材料（部分C）与聚合物树脂（部分A）组合250（优选地按1:1部分A与部分B的比例）以形成最终混合物；将最终混合物注入到高尔夫球棒头部的腔4或中空内部15或者用于图案的模具中260；以及然后炉固化该混合物或者以其它方式允许其固化270。此方法200的益处在于，可以制备中间材料（部分C）并将其放置到存储装置中，直到制造商准备催化预聚合物树脂。

在图7中示出本发明的第三方法。此方法300包括以下步骤：提供预聚合物树脂（部分A） 310（优选地聚氨酯或硅树脂）；提供固化或催化剂试剂（部分B） 320；以及提供玻璃泡状物330；使聚合物树脂（部分A）与固化或催化剂试剂（部分B）组合340（优选地按1:1部分A与部分B的比例）以形成中间材料；使中间材料与玻璃泡状物组合350，以使玻璃泡状物是所产生材料的体积的5-70%、并且更优选地该体积的25-30%；将所产生材料注入到高尔夫球棒头部的腔40或中空内部15或者用于图案的模具中360；以及然后炉固化该混合物或者以其它方式允许其固化370。

为评估本发明材料的COR性能，产生并测试具有未填充（空）腔的测试铁质类型的高尔夫球棒头部10，并且将其与具有相同构造并且填充有以下材料的高尔夫球棒头部10进行比较：(1) 包括聚氨酯并且使用第二方法200和第三方法300中的一者制成的新颖玻璃泡状物填充材料50，和(2) 仅聚氨酯。如表1和表2中所示，仅具有聚氨酯的填充物显著降低高尔夫球棒头部10的COR。与此相反，当高尔夫球棒头部腔填充有本发明的玻璃泡状物填充材料50时，COR平均仅减小0.04，从而保持未填充式高尔夫球棒头部10的性能益处。当玻璃泡状物或中空玻璃珠构成填充材料50的体积的大约25%或30%时，这特别明显，如表1中所示。

为评估声音性能，测试并入包括聚氨酯并且使用第二方法200和第三方法300中的一者制成的30%（按体积计）新颖玻璃泡状物填充材料50的另一组测试高尔夫球棒头部10，并且将其与具有以下材料的高尔夫球棒头部10进行比较：(1) 相同构造并且仅填充有聚氨酯；(2) 根本无聚氨酯填充物；以及(3) 小聚氨酯减声器插入物。如图8和图9中所示，与仅具有聚氨酯的填充物相比，在与高尔夫球撞击时，30%（按体积计）玻璃泡状物填充材料50改善高尔夫球棒头部10的音调和振幅，从而改善高尔夫球棒头部10的整体声音。优选地，在与高尔夫球撞击时，并入新颖填充材料的高尔夫球棒头部10具有3000-6000 Hz、并且更优选地4500-6000 Hz的音调、90-100 dB的振幅和1.0-2.5 ms的持续时间。

为评估新颖填充材料对球速性能的影响，将包括小聚合物减声器的CallawayGolf Apex CF 16 6-铁的性能与不具有填充物的测试6-铁、具有带有30%（按体积计）微小玻璃泡状物的填充物的测试6-铁和具有带有20%（按体积计）微小玻璃泡状物的填充物的测试6-铁的性能进行比较。如图10和图11中所示，与Apex CF 16 6-铁相比，包括新颖微小玻璃泡状物填充物的测试铁具有在击打面的中心和下中心两个位置处测量的较高中值球速，并且接近或超过缺少填充材料的测试球棒的球速。

根据前述内容，将相信的是，所属领域的技术人员将认识到本发明的有价值进步，并且将容易理解，虽然已经结合其优选实施例描述了本发明，但是可以在其中作出在附图中示出的其它实施例、众多改变、修改和等效物的替换，而不背离本发明的精神和范围，本发明的精神和范围旨在不由前述内容限制，除非可出现在以下所附权利要求中之外。因此，在以下所附权利要求中限定其中要求保护专有权利或特权的本发明的实施例。

Claims (20)

1.一种铁质类型的高尔夫球棒头部，其包括：

包括击打面、底部部分、顶部部分、后部部分和腔的本体；以及至少部分填充所述腔的填充材料，

其中所述填充材料包括聚合物材料和直径范围在18-50微米之间的多个微小玻璃泡状物，并且

其中所述多个微小玻璃泡状物构成所述填充材料的体积的5％至70％。

2.根据权利要求1所述的铁质类型的高尔夫球棒头部，其中，所述聚合物材料选自包括聚氨酯和硅树脂的群组。

3.根据权利要求2所述的铁质类型的高尔夫球棒头部，其中，所述聚合物材料是聚氨酯。

4.根据权利要求1所述的铁质类型的高尔夫球棒头部，其中，所述多个微小玻璃泡状物构成所述填充材料的体积的至少20％。

5.根据权利要求4所述的铁质类型的高尔夫球棒头部，其中，所述多个微小玻璃泡状物构成所述填充材料的体积的25-30％。

6.根据权利要求1所述的铁质类型的高尔夫球棒头部，其中，所述聚合物材料具有泊松比0.00-0.50。

7.根据权利要求6所述的铁质类型的高尔夫球棒头部，其中，所述聚合物材料具有0.40-0.50的泊松比。

8.根据权利要求1所述的铁质类型的高尔夫球棒头部，其中，当所述击打面的中心区域撞击高尔夫球时，所述高尔夫球棒头部具有3000-6000Hz的音调、90-100dB的振幅、1-2.5ms的持续时间和至少112.5mph的球速。

9.根据权利要求1所述的铁质类型的高尔夫球棒头部，其中，所述填充材料是固定到所述击打面的后表面的图案。

10.一种方法，其包括以下步骤：

提供高尔夫球棒头部，其包括具有至少一个腔的本体；

提供聚合物材料；

提供直径范围在18-50微米之间的多个微小玻璃泡状物；

使所述多个微小玻璃泡状物与所述聚合物材料组合以产生填充材料；并且

将所述填充材料注入到所述高尔夫球棒头部的所述至少一个腔中，

其中所述多个微小玻璃泡状物构成所述填充材料的体积的5-70％。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个微小玻璃泡状物构成所述填充材料的体积的25-30％。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述聚合物材料选自包括聚氨酯和硅树脂的群组，并且其中所述聚合物材料具有0.40-0.50的泊松比。

13.一种方法，其包括以下步骤：

提供高尔夫球棒头部，其包括具有至少一个腔的本体；

提供聚合物材料；

提供选自包括固化剂和催化剂的群组的试剂材料；

提供直径范围在18-50微米之间的多个微小玻璃泡状物；

使所述多个微小玻璃泡状物与所述试剂材料组合以产生中间材料；

使所述中间材料与所述聚合物材料组合以产生填充材料；以及

将所述填充材料注入到所述高尔夫球棒头部的所述至少一个腔中，

其中所述多个微小玻璃泡状物构成所述中间材料的体积的5-70％。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述多个微小玻璃泡状物与所述试剂材料以5:3的体积比例组合，并且其中所述填充材料包括1:1体积比例的聚合物材料和中间材料。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述多个微小玻璃泡状物构成所述中间材料的体积的20-30％。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述聚合物材料具有0.40-0.50的泊松比并且选自包括聚氨酯和硅树脂的群组。

17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述高尔夫球棒头部是铁质类型的高尔夫球棒头部，其包括具有击打面、底部部分、顶部部分和后部部分的本体，其中所述至少一个腔布置在所述击打面与所述后部部分之间，并且其中所述填充材料完全填充所述至少一个腔。

18.根据权利要求13所述的方法，其还包括在将所述填充材料注入到所述高尔夫球棒头部的所述至少一个腔中的步骤之后在炉中固化所述铁质类型的高尔夫球棒头部的步骤。

19.一种方法，其包括以下步骤：

提供高尔夫球棒头部，其包括具有至少一个腔的本体；

提供具有0.40-0.50的泊松比的聚合物材料；

提供选自包括固化剂和催化剂的群组的试剂材料；

提供直径范围在18-50微米之间的多个微小玻璃泡状物；

使所述聚合物材料与所述试剂材料组合以形成中间材料；

使所述多个微小玻璃泡状物与所述中间材料组合以产生填充材料；

将所述填充材料注入到所述高尔夫球棒头部的所述至少一个腔中；以及

固化所述高尔夫球棒头部内的所述填充材料，

其中所述多个微小玻璃泡状物构成所述填充材料的体积的5-70％。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述高尔夫球棒头部是铁质类型的高尔夫球棒头部，其中所述多个微小玻璃泡状物构成所述填充材料的体积的20-30％，并且其中所述聚合物材料选自包括聚氨酯和硅树脂的群组。