CN202822645U - 高挥杆速度下初速度增加的多球芯高尔夫球 - Google Patents

高挥杆速度下初速度增加的多球芯高尔夫球 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供具有各种球杆头速度下初速度的特定关系和数值的高尔夫球。该高尔夫球在低的球杆头速度下具有典型的初速度，但在高的球杆头速度下具有增加的初速度。因此，具有较低挥杆速度的业余高尔夫球手和具有高的挥杆速度的专业高尔夫球手都可以有利地利用这样的高尔夫球。高尔夫球还可以实现在约125mph的球杆头速度下至少约173mph的初速度，因此实现增加的总击球距离。

Description

高挥杆速度下初速度增加的多球芯高尔夫球
技术领域
本实用新型总体上涉及高尔夫球。具体地，本实用新型涉及具有由至少两种结构组件组成的球芯的高尔夫球，当从球座离开时，这样的高尔夫球具有其初速度的特定值，并且初速度值之间具有特定的关系。
背景技术
高尔夫正逐渐成为受专业水平和业余水平欢迎的运动。通常，批量生产的高尔夫球应当能够满足众多能力水平的高尔夫球手的需要。休闲型高尔夫球手和专业高尔夫球手之间的一个重要差别是击球过程中他们挥动球杆的速度，被称为球杆头速度。休闲型选手通常具有低于100mph的长击杆球杆头速度。另一方面，专业选手通常具有高于125mph的长击杆球杆头速度。
高尔夫球杆速度与高尔夫球的初速度有关。初速度是高尔夫球被高尔夫球杆击打后刚离开球座时的瞬时速度的度量。初速度通常与击球将要行进的距离有关。高尔夫球手通常更喜欢高尔夫球获得更高的初速度，以便使他们的击打获得更远的距离。
某些目前已知并在商业上可以获得的优质球可以满足低球杆头速度的选手和居中的球杆头速度的选手的需要。然而，这些球在球杆头速度为125mph或更高的情况下可能不具有好的初速度。
因此，高尔夫球领域里存在一种需求，即，需要一种通过在低球杆头速度和高球杆头速度之间实现高尔夫球初速度的更大差别来满足具有不同能力水平的高尔夫球手的需要的高尔夫球。
实用新型内容
本实用新型总体上涉及具有至少两种球芯结构组件的高尔夫球，其中高尔夫球实现不同球杆头速度下的宽范围的初速度。此外，本实用新型涉及在高球杆头速度下实现高初速度的高尔夫球。
一方面，本实用新型提供一种高尔夫球，其包括：内球芯，该内球芯主要由至少一种热塑性高度中和聚合物制成；外球芯层，该外球芯层实质上围绕内球芯并且包含热固性橡胶；以及至少一个表层；其中内球芯具有从约3.5mm至约4.1mm的压缩变形，外球芯层具有从约2.7mm至约3.3mm的压缩变形，并且内球芯的压缩变形与外球芯层的压缩变形之比为约1.1至约1.3；以及，高尔夫球具有在至少约125mph的球杆头速度下测量的至少约173mph的初速度，并且高尔夫球具有至多约0.80的COR。
另一方面，本实用新型提供一种高尔夫球，其包括：内球芯，该内球芯主要由至少一种热塑性高度中和聚合物制成，并且该内球芯具有从约20mm至约26mm的直径；外球芯层，该外球芯层实质上围绕内球芯并且主要由热固性橡胶制成，并且该外球芯层具有从约5mm至约9mm的厚度；内表层，该内表层实质上围绕外球芯层；以及外表层，该外表层实质上围绕内表层；其中，内球芯具有从约3.5mm至约4.1mm的压缩变形，外球芯层具有从约2.7mm至约3.3mm的压缩变形，并且内球芯的压缩变形与外球芯层的压缩变形之比为约1.1至约1.3；内球芯具有第一COR，外球芯具有第二COR，第二COR大于第一COR并且具有至少0.8的数值；以及其中高尔夫球具有在约125mph的球杆头速度下测量的至少约173mph的初速度。
第三方面，本实用新型提供一种高尔夫球，其具有：内球芯，该内球芯本质上由至少一种高度中和聚合物制成；外球芯层，该外球芯层实质上围绕内球芯并且主要由热固性橡胶制成；以及内表层，该内表层实质上围绕外球芯层；以及外表层，该外表层实质上围绕内表层；其中高尔夫球具有在约125mph的球杆头速度下测量的至少约173mph的初速度。
通过下面附图及详细的说明，对于本领域技术人员来说，本实用新型另外的系统、方法、特征和优点会是或者会变得显而易见。该说明书试图在本实用新型范围内包括所有那些另外的系统、方法、特征和优点，并且使其受所述权利要求的保护。
附图说明
参考下列附图和说明，可以更好地理解本实用新型。附图中的构成要素不一定按比例绘制，而是重点用于说明本实用新型的原理。而且，在不同视图中，类似的附图标记标示相应的部分。
图1是根据本实用新型的第一高尔夫球的剖开横断面视图。
图2是根据本实用新型的第二高尔夫球的剖开横断面视图。
具体实施方式
总体上，本实用新型提供具有实现良好的初速度性能的内球芯和外球芯的高尔夫球。
除以下另有说明以外，这里所说明的任何高尔夫球总体上可以是本领域公知的任何类型的高尔夫球。也就是，除非本实用新型指明相反情况，高尔夫球总体上可以是传统上用于高尔夫球的任何构造，并且可以由各种公知用于高尔夫球制造的任何材料制成。此外，应该理解的是，在此公开的任何特征（包括但不限于附图中所表示的多种实施例以及多种化学式或混合物）可以根据需要与在此公开的任何其它特征相结合。
图1表示根据本实用新型的高尔夫球100的第一实施例。高尔夫球100是三件式高尔夫球，即包括三个结构层。也就是，高尔夫球100包括内球芯110、实质上围绕内球芯110的外球芯层120以及实质上围绕外球芯层120的表层130。三件式高尔夫球还可以包括其它层，例如通常被认为是装饰性涂饰层而不是结构层的漆层或者透明涂料层。
图2表示根据本实用新型的高尔夫球300的第二实施例。高尔夫球300是四件式高尔夫球，即其包括四个结构层。也就是，高尔夫球300包括内球芯310、实质上围绕内球芯310的外球芯层320、实质上围绕外球芯层的内表层330以及实质上围绕内表层330的外表层340。如前所述，四件式高尔夫球还可以包括其它层，例如通常被认为是装饰性涂饰层而不是结构层的漆层或者透明涂料层。
根据本实用新型的高尔夫球总体上包括至少两个内层。内球芯110和外球芯层120，或者内球芯310和外球芯层320，总体上被认为是内层。除了三件式高尔夫球100和四件式高尔夫球300以外，根据本实用新型的高尔夫球还可以包括图中未示出的一个或多个附加层。例如，可以在内球芯310和外表层340之间增加附加层。例如，在另外的实施例中，可以在内表层330和外表层340之间插入附加表层。在另外的实施例中，可以在内球芯层310和外球芯层320之间插入附加的球芯层。高尔夫球制造领域的技术人员按照行业惯例即可增加这样的附加层。
尽管所示的这些结构层中的每一个都是球形的，但在其它的实施例中，层可以具有其它非球形的形状。图1和2仅为说明的目的，不一定按比例绘制。根据本实用新型的高尔夫球的各种形态可以具有除了图1和2所示的之外的相对比例和尺寸。
以下将说明构成图1和2中所示的高尔夫球构造的每一层以及它们相关的物理性能。这里所使用的物理性能，除非另有说明，如下确定并测量：
这里所使用的术语“压缩变形”指在力的作用下，球的变形总量。具体地，高尔夫球的压缩变形值或高尔夫球的一些组件的压缩变形值定义为在10kg负荷作用下的变形的总量与在130kg负荷作用下的变形的总量之差。
这里所使用的术语“硬度”通常根据ASTM D-2240测量。高尔夫球层的硬度是在模制高尔夫球的曲面上的台脊区上进行测量。高尔夫球子组件的硬度在模制子组件的曲面上进行测量。材料的硬度根据ASTM D-2240进行测量（在平板上）。
这里所使用的术语“回弹系数”（“COR”）根据以下方法测量：空气炮以40米/秒的初速度射出高尔夫球或高尔夫球子组件，并且在距离炮0.6至0.9米的位置设置速度监控装置。当高尔夫球或高尔夫球子组件击中距空气炮约1.2米远的钢板时高尔夫球或高尔夫球子组件回弹经过速度监控装置。COR为返回速度与初速度之比。除非另有说明，这里所讨论的所有COR数值均是以40米/秒的初速度进行测量。
这里所使用的术语“弯曲模量”是根据ASTM D-790的材料的测量。
这里所使用的，聚合物组分“包含”具体材料指的是聚合物组分至少包括重要的、可测量的量的该类型的材料。相反，聚合物组分“本质上由材料的具体类型构成”指的是没有其它聚合分子存在于有该材料的混合中。聚合物组分通常包括添加剂、填料、未反应的单体和低聚物以及其它微量非聚合成分，这些不一定通过“本质上由……构成”这样的描述排除在外。当聚合物组分是主要的聚合成分，构成组成部分的至少50.1%时，该组成部分“主要由该聚合物组分制成”。
内球芯层
在本实用新型中，内球芯指的是例如内球芯110或内球芯310这样的内球芯。内球芯是高尔夫球最里面的中心结构组件，并且包括高尔夫球中心260（或高尔夫球中心460）。内球芯总体上可以主要由热塑性树脂制成，而不是如传统的高尔夫球那样由热固性橡胶组合物制成。尽管不受任何特定限制，但例如尼龙、聚芳酯、离聚物树脂、高度中和离聚物树脂或高度中和聚合物（HNP’s）、聚丙烯树脂、基于聚氨酯的热塑性弹性体和基于聚酯的热塑性弹性体都是热塑性树脂的例子。例如Surlyn AD8512（可从杜邦公司（DuPont）购得的离聚物树脂）、Himilan 1706和Himilan 1707（可从杜邦-三井聚合化学株式会社（DuPont-Mitsui Polychemicals）购得的离聚物树脂）、HPF树脂（可从杜邦公司购得的高度中和聚合物）、RilsanBMNO（可从阿科玛公司（Arkema）购得的尼龙树脂）和U-聚合物U-8000（可从尤尼吉可公司（Unitika）购得的聚芳酯树脂）这样的商品可以用于制成内球芯。
在特定的实施例中，热塑性树脂可以是高度中和的酸性聚合物（HNP）。合适的高度中和的酸性聚合物包括，但不限于，例如HPF1000、HPF2000、HPF AD1024、HPF AD1027、HPF AD1030、HPF AD1035、HPFAD1040这样的HPF树脂，这些商品均由杜邦公司（E.I.Dupont de Nemoursand Company）生产。
可以将HNP’s的酸性部分，典型地乙烯基离聚物，中和至大于约70%，或大于约90%，或接近100%，或至100%。HNP’s还可以与第二聚合物组分混合，如果包含酸性基团，那么可以以传统的方式通过有机脂肪酸中和，或者通过有机脂肪酸和第二聚合物组分中和。可以部分或完全中和的第二聚合物组分可以包括离聚物共聚物和三元共聚物、离聚物前驱体、热塑性塑料、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯、聚脲、热塑性弹性体、聚丁二烯橡胶、巴拉塔树胶、茂金属催化聚合物（接枝和位接枝）、单活性中心聚合物（single-site polymers）、高结晶酸性聚合物、阳离子离聚物等等。HNP聚合物典型地可以具有约20和约80邵氏D之间的材料硬度（平板硬度（plaque hardness））以及约3,000psi和约200,000psi之间的弯曲模量。
在本实用新型的一个实施例中，HNP’s可以是离聚物和/或用有机酸性共聚物或它们的盐完全或部分中和的离聚物的酸性前体。酸性共聚物最好是例如乙烯这样的α-烯烃、例如丙烯酸和甲基丙烯酸这样的C3-8α,β-烯键式不饱和羧酸的共聚物。它们可以可选择地包含例如丙烯酸烷基酯（alkylacrylate）和甲基丙烯酸酯这样的柔性单体，其中烷基具有1至8个碳原子。
可以将酸性共聚物描述为E/X/Y共聚物，其中E是乙烯，X是α,β-烯键式不高和羧酸，Y是柔性共聚用单体。在优选实施例中，X可以是丙烯酸或甲基丙烯酸，并且Y可以是C1-8烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。X可以以占聚合物的约1至约35重量百分比，或者占聚合物的约5至约30重量百分比，或者占聚合物的约10至约20重量百分比的量存在。Y可以以占聚合物的约0至约50重量百分比，或者占聚合物的约5至约25重量百分比，或者占聚合物的约10至约20重量百分比的量存在。
具体的含酸乙烯共聚物包括，但不限于，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/甲基丙烯酸甲酯和乙烯/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/丙烯酸乙酯和乙烯/丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物。在一些实施例中，含酸乙烯共聚物是乙烯/（甲基）丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙烯/（甲基）丙烯酸/丙烯酸乙酯和乙烯/（甲基）丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物。本领域技术人员应当认识到，（甲基）丙烯酸表示甲基丙烯酸、丙烯酸或它们的混合物。
离聚物典型地用例如Li、Na、Mg或Zn这样的金属阳离子中和。已经发现除了适当的碱以外，通过在酸性共聚物或离聚物中加入足够的有机酸或有机酸的盐，可以在不损失加工性能的情况下将离聚物中和至比单独用金属阳离子中和更高的水平。在一些实施例中，在不损失加工性能的情况下，可以将酸性部分中和超过约80%，或者90-100%，或者约100%。这可以通过熔融混合乙烯/α,β-烯键式不饱和羧酸共聚物例如与有机酸和有机酸的盐熔融，并增加足够量的阳离子来源来增加所有酸性部分（包括酸性共聚物和有机酸中的酸性部分）的中和水平至超过90%，或达到100%。
本实用新型的有机酸可以是脂肪族、单或多官能团（饱和的、不饱和的和多不饱和的）有机酸。还可以使用这些有机酸的盐。有机酸的盐可以包括钡、锂、钠、锌、铋、铬、钴、铜、钾、锶、钛、钨、镁、铯、铁、镍、银、铝、锡或钙盐，脂肪酸盐，尤其是硬脂酸、二十二酸、芥酸、又算和亚油酸盐，或者它们的二聚衍生物的盐。在一些实施例中，有机酸和盐可以是相对不迁移的（在环境温度下，它们不会大量出现在聚合物的表面）并且不挥发的（它们在熔融混合需要的温度下不挥发）。
在本实用新型中，内球芯层可以具有从20mm至30mm，或20mm至26mm，或21mm至30mm，或21mm至25mm，或24mm至28mm的直径。图1表示内球芯110的半径210，以及图2表示内球芯310的半径410。半径210或半径410因此可以具有从约10mm至约15mm的数值。
在一些实施例中，内球芯层可以包括两种高度中和的酸性聚合物的混合物。可以将这样的混合物用于细微地调整内球芯的物理性能。例如，内球芯层可以包含第一高度中和的酸性聚合物和第二高度中和的酸性聚合物。两种高度中和的酸性聚合物可以在挤出机中干混或混合。在一个实施例中，第一高度中和的酸性聚合物与第二高度中和的酸性聚合物之比为20:80至80:20；在另一实施例中，该比为30:70至70:30；在另一实施例中，该比为40:60至60:40；在又一实施例中，该比为50:50。
尽管最好通过注射模塑工艺生产内球芯层，但用于获得内球芯层的方法可以是压缩模塑（compression molding）或注射模塑工艺。在注射模塑工艺中，注射模塑机器的温度控制在195℃至225℃之间。
在一些实施例中，内球芯层的密度可以是约0.85g/cm3至约1.1g/cm3。在一些实施例中，内球芯层的密度可以是约0.9g/cm3至约1.1g/cm3。
本实用新型的内球芯层可以具有高弹性。高弹性内球芯层可以赋予高尔夫球良好的飞行性能。在本实用新型中，内球芯层可以具有至少0.79的COR值。在一些实施例中，内球芯层具有从0.79至0.89或从0.79至0.85的COR值。
为了减少过多的旋转，内球芯可以具有从约3.5mm至约4.1mm范围内的压缩变形值。内球芯可以具有从45至55的表面邵氏D硬度。为了具有稳定的性能，内球芯层可以在通过将内球芯层切成两半所获得的横截面上的任何单一的点上具有从45到55的邵氏D横截面硬度，并且可以在横截面上的任何两点之间具有在±6以内的邵氏D横截面硬度差，并且在一些实施例中，在横截面上的任何两点之间的邵氏D横截面硬度差可以在±3以内。
外球芯层
本实用新型中的外球芯层总体上指例如图1所示的外球芯120或图2所示的外球芯320这样的外球芯。外球芯层可以由压缩模塑的热固性橡胶组合物制成，其中，压缩模塑热固性橡胶由聚丁二烯组成作为基底橡胶。在这里，聚丁二烯具有至少60%的顺式-1,4键含量，优选为至少80%，更优选为至少90%，最优选为至少95%。
推荐聚丁二烯具有至少30的门尼（Mooney）粘度（ML1+4(100℃)），或者至少35，或者至少40，或者至少50，或者至少52，但不超过100，或者不超过80，或者不超过70，或者不超过60。
这里所使用的术语“门尼粘度”指的是用门尼粘度计测量的粘度的工业指数，其中门尼粘度计是一种旋转塑度计类型（JIS-K6300）。所使用的单位符号是ML1+4(100℃)，其中“M”表示门尼粘度，“L”表示大转子（L-型），“1+4”指1分钟的预热时间和4分钟的转子转动时间，100℃指测量在100℃的温度下进行。
上述聚丁二烯的分子量分布Mw/Mn（其中Mw表示重均分子量，Mn表示数均分子量）可以是至少2.0，或至少2.2，或至少2.4，或至少2.6，但不超过6.0，或不超过5.0，或不超过4.0，或不超过3.4。通常，如果Mw/Mn过小，可使用性会变得更差。另一方面，如果Mw/Mn过大，高尔夫球的回弹会降低。
可以利用镍或钴催化剂合成聚丁二烯，或者可以利用稀土催化剂合成聚丁二烯。尤其优选用稀土催化剂合成。可以使用公知的稀土催化剂实现这一目的。示例包括通过结合镧系稀土化合物、有机铝化合物、铝氧烷（alumoxane）、含卤素化合物和在一些实施例中的路易斯碱获得的催化剂。
在本实施例中，可以使用包含钕化合物的钕催化剂作为镧系稀土化合物，因为其能够使具有高1,4-顺式键含量和低1,2-乙烯基键含量的聚丁二烯橡胶以期望的聚合活性得到。
在存在稀土催化剂时聚合丁二烯时，可以在使用或不使用溶剂的情况下进行本体聚合或气相聚合。可以将聚合温度设定为总体上在-30℃和150℃之间，并且最好在10℃和100℃之间。
作为选择地，可以通过利用稀土催化剂聚合、接下来让聚合物的活性端与末端改性剂反应来得到聚丁二烯，这对本领域技术人员来说是公知的。
橡胶基底中可以包含的聚丁二烯可以是至少60wt%，或者至少70wt%，或者至少80wt%，或者至少90wt%的量。所包含的聚丁二烯的量的上限可以是100wt%或更少，或者98wt%或更少，或者95wt%或更少。当橡胶基底中包含过少的聚丁二烯时，可能难以获得具有良好回弹的高尔夫球。
除了上述聚丁二烯以外的橡胶可以包括在内并且可以与聚丁二烯一起使用。其它橡胶的示例性例子包括聚丁二烯橡胶（BR）、丁苯橡胶（SBR）、天然橡胶、聚异戊二烯橡胶和乙烯-丙烯-二烯橡胶（EPDM）。这些可以单独使用或其中的两种或多种结合使用。
外球芯层可以通过压缩模塑通过混合基底橡胶和典型地与橡胶化合物一起包括在高尔夫球层中的配料制成。这样的配料包括交联剂，例如不饱和羧酸或其金属盐；胶溶剂，例如有机硫化合物；填料，尤其是无机填料；以及抗氧化剂。
不饱和羧酸例如可以是丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸和反丁烯二酸。丙烯酸和甲基丙烯酸可以用在特定的实施例中。
可以使用的不饱和羧酸的金属盐包括例如甲基丙烯酸锌和丙烯酸锌这样的不饱和脂肪酸的锌和镁盐。丙烯酸锌可以用在特定的实施例中。
每100重量份基底橡胶中不饱和羧酸和/或其金属盐的量可以是至少20重量份，或者至少22重量份，或者至少24重量份，或者至少26重量份，并且可以不超过45重量份，或者不超过40重量份。包含太多不饱和羧酸和/或金属盐会导致过度的硬度，当击球时给予球不合意的手感。另一方面，包含太少的不饱和羧酸和/或金属盐会导致回弹降低。
可以可选择地包含有机硫化合物。有机硫化合物可以有利地用于赋予卓越的回弹。苯硫酚、萘硫酚、卤代苯硫酚和它们的金属盐推荐用于该目的。示例性例子包括五氯硫酚、五氟苯硫酚、五溴苯硫酚（pentabromothiophenol）、对氯硫酚（pchlorothiophenol）和五氯硫酚的锌盐；以及具有2至4个硫的二苯多硫化物（diphenylpolysulfide）、二苄基多硫化物（dibenzylpolysulfide）、联苯甲酰多硫化物（dibenzoylpolysulfide）、二苯并噻唑基多硫化物（dibenzothiazoylpolysulfide）和二硫代苯甲酰多硫化物（dithiobenzoylpolysulfide）。尤其优选二苯二硫和五氯硫酚的锌盐。
每100重量份的基底橡胶中包含的有机硫化合物的量可以是至少0.1重量份，或者至少0.2重量份，或者至少0.4重量份，但可以不超过5重量份，或者不超过4重量份，或者不超过3重量份，或者不超过2重量份。包含过多的有机硫化合物会过分地降低硬度，而包含过少的有机硫化合物不太可能提高回弹。
基底橡胶中可以选择地包括无机填料。无机填料例如可以是氧化锌、硫酸钡和碳酸钙。每100重量份基底橡胶中包含的无机填料的量可以是至少5重量份，或者至少6重量份，或者至少7重量份，或者至少8重量份，但不能超过80重量份，或者不能超过60重量份，或者不超过40重量份，或者不超过20重量份。太多或太少的无机填料会使其难以实现适合的重量和良好的回弹。
在一些实施例中，橡胶组合物可以包括作为交联剂的具有相对短半衰期的有机过氧化物。具体地，有机过氧化物在155℃时的半衰期可以是至少5秒，或者至少10秒，或者至少15秒。在一些实施例中，有机过氧化物可以具有在155℃时不超过120秒的半衰期，或者不超过90秒的半衰期，或者不超过60秒的半衰期。
这样的有机过氧化物的示例包括1,1-双(叔己过氧化)环己烷（1,1-bis(thexylperoxy)cyclohexane）（商品名：Perhexa HC）、1,1-双(叔己过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷（1-1-bis(t-hexylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane）（商品名，PerhexaTMH）、1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷（1,1-bis(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane）（商品名，Perhexa3M）和1,1-二叔丁基过氧化环己烷（1-bis(tbutylperoxy)cyclohexane）（商品名，Perhexa C），所有均购自NOF公司（NOF Corporation）。
为了实现良好的回弹和耐久性，每100重量份基底橡胶中可以包含这样的有机过氧化物至少0.2重量份的量，或者至少0.3重量份的量，但者所包含的量不能超过3重量份，或者不超过2重量份，或者不超过1.5重量份，或者不超过1重量份。如果包含的量太大，回弹和耐用性会下降。另一方面，如果包含的量太少，交联所需的时间会增加，可能导致生产率的大幅下降，还可能导致压缩的大幅下降。
在一些实施例中，如果有需要的话，抗氧化剂可以包含在上述橡胶组合物中。抗氧化剂的说明性示例包括市售商品，例如Nocrac NS-6和NocracNS-30（均可由Ouchi Shinko化工公司（Ouchi Shinko Chemical Industry Co.,Ltd.）获得），以及Yoshinox425（Yoshitomi制药工业公司（YoshitomiPharmaceutical Industries,Ltd.））。为了获得良好的回弹和耐用性，每100重量份的基底橡胶中，可以包含抗氧化剂的量为至少0.03重量份，或至少0.05重量份，但可以包含抗氧化剂的量不高于0.4重量份，或不高于0.3重量份，或不高于0.2重量份。
在一些实施例中，还可以在橡胶组合物中加入硫，作为硫化剂。这种硫例如是由Tsurumi化工公司（Tsurumi Chemical Industry Co.,Ltd）制造的商品名为Sulfur Z的产品。每100重量份的基底橡胶中的硫的含量可以为至少0.005重量份，或至少0.01重量份，但所包含的量可以是不高于0.5重量份，或不高于0.4重量份，或不高于0.1重量份。通过加入硫，可以增加球芯硬度特性（hardness profile）。然而，加入过多的硫会造成在热模塑过程中不期望的效果，例如，橡胶组合物的爆炸，或显著地降低回弹。
外球芯层可以由压缩模塑工艺制成。适宜的硫化条件包括，130℃至190℃之间的硫化温度、5至20分钟之间的硫化时间。为了获得所需的橡胶交联体用作本实用新型的球芯，硫化温度可以为至少140℃。
当通过硫化并固化橡胶组合物以上述方式生产本实用新型的外球芯层时，方法可以产生有优势的用途，在该方法中，硫化步骤分为两个阶段：首先，可以将外球芯层材料放置在外球芯层成形模具中并且经受初始硫化，以产生一对半硫化的半球形杯状物，随后，可以将预制的内球芯层放置在其中一个半球形杯状物中，并且由另一个半球形杯状物覆盖，在该状态下，进行完全硫化。
位于半球杯中的内球芯层的表面在放置之前可以是粗糙的，以增加内球芯层和外球芯层之间的粘附力。在一些实施例中，在将内球芯层放置在半球形杯状物中之前，内球芯层的表面使用（本领域技术人员已知的）粘合剂预涂覆，以增强高尔夫球的耐用性，并实现高回弹。
为了保护内球芯，并具有良好的弹性，外球芯层可以具有至少4.8mm的厚度。在一些实施例中，外球芯层可以具有从5mm至9mm的厚度。外球芯层（内部具有内球芯层）可以具有从34mm至19mm的直径。为了具有良好的飞行性能，外球芯层（内部具有内球芯层）可以具有至少为0.800的高回弹系数（coefficient of restitution，COR）。在一些实施例中，外球芯层（内部具有内球芯层）可以比单独的内球芯层、内表层（内部具有外球芯和内球芯层）或成品高尔夫球具有更高的回弹系数。另外，外球芯层最好可以具有从约2.7mm至约3.3mm的压缩变形。
在本实用新型中，内球芯层（D内部）的压缩变形与外球芯层（D外部）的压缩变形之比：(D内部)/(D外部)可以为约1.1至约1.3。如果该比小于约1.1，球可能太软，而不具有好的飞行性能。然而，如果数值大于约1.3，内球芯层和外球芯层的硬度差太大，从而破坏高尔夫球的耐用性。
表层
在本实用新型中，表层可以包括一个或多个结构表层。图1示出了单一表层130，同时图2示出了内表层320和外表层330。本文中所有这种实施例可以被称为“表层”。总体上，表层为高尔夫球的最外侧结构组件，并且包括高尔夫球表面270（或高尔夫表面470）。
总体上，制成表层的材料不受到任何特定限制；表层可以使用已知的表层材料制成。表层材料的具体示例包括已知的热塑性树脂、离聚物树脂、高度中和聚合物、热塑性和热固性聚氨酯。可选地，可以使用基于聚氨酯、基于聚酰胺和基于聚酯的热塑性弹性体。常规的注射模塑可以有优势地用于形成表层。
当本实用新型中所使用的表层相对软时，可以改善近距离击球时的旋转表现，因此，能够获得增加的可控性。另外，在某些情况下，相对软的表层可能也能够获得更远的击球距离。当表层相对硬时，除了增加距离的效果外，可以获得更低的旋转率，使得距离在实质上得到改善。
在本实用新型中所使用的表层相对软的情况下，制成表层的材料可以是离聚物树脂、高度中和离聚物树脂组合物、基于聚氨酯的热塑性弹性体或基于聚酯的热塑性弹性体。
当表层由单一层组成时，例如如图1所示的表层130，表层厚度230可以为至少约0.5mm，或至少约0.6mm，或至少约0.7mm，或至少约0.8mm，但不大于2.0mm。厚度230还可以不大于约1.7mm，或不大于约1.4mm，或不大于约1.2mm。另外，以邵氏D型硬度表示的表层硬度可以为至少35，或至少45，或至少50，或至少55，但可以不大于60。
在一些实施例中，如图2所示，表层可以包含两个或多个层。在这样的实施例中，外表层340可以比内表层330更软。以邵氏D型硬度表示的内表层330的硬度可以为至少约55，或至少约60，或至少约65，但可以不大于75。外表层340的硬度以邵氏D型硬度计可以为约50至约60。外表层（如在平板中测量的）的材料邵氏D型硬度可以小于40。
在本实用新型中，内表层330的厚度430可以小于2mm。在一些实施例中，内表层330的厚度430可以小于1.5mm。在一些实施例中，内表层330的厚度430可以小于1mm。内表层330的厚度430还可以为至少约0.5mm，至少约0.7mm，或至少约0.9mm，或至少约1.1mm。
尽管内表层330可以相对较薄，外表层340的厚度440可以为约0.8mm至约2mm。在一些实施例中，外表层340的厚度440可以为约1.0mm至约2.0mm。外表层340的厚度440可以大于内表层330的厚度430。
在一些实施例中，表层或外表层340可以包含交联的热塑性聚氨酯（TPU）弹性体，该弹性体包含由烯丙醚侧链基团形成的交联，所述交联的热塑性聚氨酯（TPU）弹性体是有机异氰酸酯与下列反应物的混合物反应生成的反应产物：
（a）公式（1）所示的不饱和二元醇：
Figure BDA00002048777100141
其中，R1可以是任何取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烷基-芳基基团、取代或未取代的醚基、取代或未取代的酯基、上述基团的任何组合、或H，并且在任何基团的任何主链和侧链上可选择地包含不饱和键；R2可以是任何取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烷基-芳基基团、取代或未取代的醚基、取代或未取代的酯基、或者单键的延拓，并且R2可以包含烯丙基；x和y是在1到10之间独立地任意取值的整数。
(b)具有至少两个与异氰酸酯的反应位点并且分子量低于450的扩链剂；
(c)具有约500到约4000之间的分子量的长链多元醇；以及
(d)充足数量的自由基引发剂，以便能够通过自由基引发产生促使在硬链段形成交联结构的自由基。
在特定实施例中，不饱和二元醇可以包括烯丙醚基团作为侧链。例如，不饱和二元醇可以由公式（2）表示如下：
其中，R是取代或未取代的烷基，并且x和y是独立地取值1至4的整数。在特定实施例中，x和y同为值1、2、3或4。在其他实施例中，x和y可以是从1到4的不同值。
在一些实施例中，公式（1）或公式（2）中的不饱和二元醇可以是三羟甲基丙烷单烯丙基醚。
在申请号为12/827,360、由Chien-Hsin Chou等人于2010年6月30日提交的名称为“包含交联热塑性聚氨酯的高尔夫球（Golf Balls IncludingCrosslinked Thermoplastic Polyurethane）”的美国专利申请中进一步公开了交联热塑性聚氨酯。在申请号为13/193,289、由Chien-Hsin Chou等人于2011年7月28日提交的名称为“包含具有改善的耐磨损性的交联热塑性聚氨酯表层的高尔夫球（Golf Balls Including A Crosslinked ThermoplasticPolyurethane Cover Layer Having Improved Scuff Resistance）”的美国专利申请中还公开了交联热塑性聚氨酯表层。在申请号为13/193,391、由Chien-Hsin Chou等人提交的名称为“包含交联热塑性聚氨酯表层的四件式高尔夫球（Four-Piece Golf Balls Including a Crosslinked ThermoplasticPolyurethane Cover Layer）”的美国专利申请中还公开了交联热塑性聚氨酯表层。以上三件共同待审的申请通过参考引用的方式将其整体纳入于此。
具有交联热塑性聚氨酯弹性体的表层或外表层的弯曲模量可以小于约1000psi，或小于约800psi，或小于600psi。
高尔夫球
根据本发明的高尔夫球，例如如图1所示的高尔夫球100或如图2所示的高尔夫球300，可以具有多种物理特征或性能。例如，高尔夫球的直径可以符合USGA标准。也就是说，高尔夫球的直径不小于42.67mm（美国高尔夫球协会USGA标准为1.680英寸），或者在其他实施例中，直径可以不大于44mm，或不大于43.8mm，或不大于43.5mm，或不大于43mm。
高尔夫球还可以具有至少约2.3mm的压缩变形，或至少约2.4mm，或至少约2.5mm，或至少2.6mm。压缩变形值可以不大于约5.0mm，或不大于4.5mm，或不大于4.0mm，或不大于3.8mm。
根据本实用新型的高尔夫球的COR可以为0.80或更小，或0.79或更小，或0.78或更小。
高尔夫球可以具有一定的初速度，并且在不同的球杆头速度下其初速度之间具有某些关系。通常，高尔夫球可以具有在球杆头速度为约80mph时测量的第一初速度，在相同测试情况下在球杆头速度为约125mph时测量的第二初速度，其中，第一初速度与第二初速度之间的差别至少为约85mph。
在一些实施例中，在一定球杆头速度下的初速度可以具有有优势的值。例如，在响应于球杆头速度为80mph测量时的高尔夫球的初速度可以为至少87mph。在另一实施例中，在球杆头速度为125mph时的第一初速度可以为至少173mph。这样的值能够使高尔夫球获得所需的更远的击打距离。其他初速度在以下实施例中示出并讨论。
根据本实用新型的高尔夫球可以包括弹性材料或任何其他特征，如Ichikawa提交的申请号为13/193,025（申请日为2011年7月28日）、名称为“具有弹性材料的高尔夫球（GolfBall Having a Resilient Material）”的美国专利申请中所描述的。该共同待审的申请的内容通过参考引用的方式将其整体纳入于此，引用范围为不与本实用新型的明确教导不相抵触的内容。
根据本实用新型的高尔夫球可以包括具有特定弯曲模量和硬度值的层，或任何其他特征，如Chen-Tai Liu提交的申请号为13/193,025（申请日为2010年8月20日）、名称为“具有特定模数和硬度的层的高尔夫球（GolfBall Having Layers with Specified Moduli and Hardnesses）”的美国专利申请中所描述的。该共同待审的申请的内容通过参考引用的方式将其整体纳入于此，引用范围为不与本实用新型的明确教导不相抵触的内容。
实施例
高尔夫球的制造：如本实用新型的实施例，内球芯层用表1中选择的材料制造；外球芯层用表2中选择的材料制造；内表层用表3中选择的材料制造；外表层用表4中选择的材料制造。表1、2、3以及4中列出的材料的数量显示为重量份数（pbw）或质量百分数。
HPF2000和HPF AD1035是杜邦公司（E.I.DuPont de Nemours andCompany）的离聚合物树脂的商品名。
Figure BDA00002048777100172
TAIPOLTMBR0150是台湾合成橡胶集团（Taiwan Synthetic RubberCorp）生产的一种橡胶的商品名。
Figure BDA00002048777100181
Neothane6303D是Dongsung Highchem有限公司生产的一种热塑性聚氨酯的商品名。
Figure BDA00002048777100182
“PTMEG”是数均分子量为2000的聚四亚甲基醚乙二醇，可从英威达（Invista）公司购得，商品名为2000。“BG”是1,4-丁二醇，可以从巴斯夫（BASF）公司或其他供应商处购得。“TMPME”是三羟甲基丙烷单烯丙基醚，可以从柏斯托精细化学品公司（Perstorp Specialty ChemicalsAB）购得。“DCP”是过氧化二异丙苯，可以从拉波特化学品公司（LaPorteChemicals Ltd）购得。最后，“MDI”是二苯甲烷二异氰酸酯，可以从亨斯迈（Huntsman）公司购得，商品名为1100。
外表层材料D由PTMEG、BG、TMPME、DCP、以及MDI按所示比例混合组成。具体地，通过在70℃时开始高速搅拌1分钟以混合各成分对这些材料进行预处理，随后在约100℃进行10小时的后固化工艺。后固化过的聚氨酯弹性体随后被磨成碎片。
由上述材料，如表5中所示制造高尔夫球。通常，使用在高尔夫球制造领域中已知的常规压缩模塑和注射模塑工艺制造高尔夫球。
Figure BDA00002048777100185
Figure BDA00002048777100191
长击杆击打的初速度测试以如下方式进行：耐克SQ Dymo长击杆（杆面倾角：10.5°；杆身：由Mitsubishi Rayon制造的Diamana；软硬度：X；握把：golf pride）安装在由Miyamae公司制造的旋转机器人上，之后以约80mph至约125mph的不同球杆头速度挥杆。球杆截面朝向正对击球方向。向前/向后调整开球座的位置，以使开球座位于向下挥杆球杆处于垂直时的点前方3英寸的位置。调节开球座的高度以及球杆尖部-跟部（toe-heel）相对于开球座的位置，以使击球痕迹中心位于从尖部到跟部穿过杆面的中心。具体地，球相对于球杆截面无论尖部至跟部或顶部至底部都是居中的。在本实用新型中所使用的术语“初速度”是指在实质上相似的情况下的测量结果：使用长击杆，并且高尔夫球在球杆截面的尖部至跟部和顶部至底部是居中的。
另外，表6-9所示的每一个测试（包括但不限于初速度测试）相对于标准已知高尔夫球，即，耐克“One Tour D”进行。“One Tour D”是耐克公司制造并出售的巡回比赛级别的高尔夫球，商业上可以广泛获得。也就是说，根据本实用新型测量高尔夫球的任何测试应当首先要校准，以便在所注释的情况下对于One Tour D获得如下所示的值，在这种方式中，测试流程可以相对于已知高尔夫球是标准化的。在任何测试中的误差幅度为+/-1mph、+/-1角度以及+/-150rpm。任何以“约”或“实质上”某值描述的值可以在这些误差幅度内变化。
在125mph、110mph、95mph和80mph下完成初速度测试。结果如下表6-9所示。
实施例根据上述表5制成。对照例C1-C4是商业上可以获得的高尔夫球。具体地，“Pro V1”是由Titleist制造并出售的巡回比赛级别的高尔夫球，“Tour(i)s”是由卡拉韦高尔夫制造并出售的巡回比赛级别的高尔夫球，“One Tour”和“One Tour D”均是由耐克公司制造并出售的巡回比赛级别的高尔夫球。对于每一实施例和对照例，在高尔夫球对准接缝的情况下测试每一高尔夫球的六个实例，并且在高尔夫球对准极点的情况下测试每一高尔夫球的六个实例。之后，对每类高尔夫球的这十二个数据点取平均值，以得到如表6-9所示的数据。
如表6第二列所示的高尔夫球在所有测试中是相同的实施例和对照例，即，E1和C1-C4。表6所示的重量和压缩在所有测试中均相同，仅出于方便在表7-9中省略。
用于长击杆击打的下列测试示出了根据本实用新型的示例性高尔夫球在球杆头速度非常高时如何获得较好的初速度性能。
Figure BDA00002048777100201
Figure BDA00002048777100211
Figure BDA00002048777100213
表10示出了根据本实用新型的实施例球在高球杆头速度下的初速度和低球杆头速度下的初速度之间如何具有大的差别。特别地，在125mph和80mph之间的差别大于任何对照例。因此，函数“初速度=函数（球杆头速度）”的斜率较大。
Figure BDA00002048777100221
因此，根据本实用新型的高尔夫球可以在较低的挥杆速度（例如由业余高尔夫球手获得的那些速度）时通过获得实质上与各种对照例相似的初速度而具有良好的表现。另外，根据本实用新型的高尔夫球还可以在较高的挥杆速度（例如由专业高尔夫球手获得的那些速度）时通过获得增加的初速度而具有比各种对照例更好的表现。因此，根据本实用新型的高尔夫球可以是足够多用途的，易于由具有广泛能力范围的高尔夫球手使用。
尽管已经描述了本发明的各种不同的实施例，但是本说明书旨在作为范例，而不是限制，对于本领域普通的技术人员来说，在本发明范围内还可以有更多的实施例和实施方式是显而易见的。因此，本发明除权利要求外不受限制。另外，在权利要求范围内可以作出各种改进和变换。

Claims (20)

1.一种高尔夫球，其特征在于，包含：
内球芯，所述内球芯包含热塑性树脂；
外球芯层，所述外球芯层实质上围绕内球芯并且包含热固性橡胶；以及
至少一个表层；
其中，内球芯具有从约3.5mm至约4.1mm的压缩变形，外球芯层具有从约2.7mm至约3.3mm的压缩变形，并且外球芯层具有至少4.8mm的厚度；以及
其中，高尔夫球具有在约80mph的球杆头速度下测量的第一初速度，高尔夫球具有在约125mph的球杆头速度下测量的第二初速度，初速度在其他条件相同的情况下测量，并且第二初速度和第一初速度的差值为至少约86mph。
2.根据权利要求1所述的高尔夫球，其特征在于，内球芯主要由至少一种热塑性高度中和聚合物制成。
3.根据权利要求1所述的高尔夫球，其特征在于，内球芯具有从约20mm至约30mm的直径，外球芯层具有从约5mm至约9mm的厚度，并且外球芯层具有从约34mm至约39mm的总直径。
4.根据权利要求1所述的高尔夫球，其特征在于，
高尔夫球具有第一COR，所述第一COR为0.80或更少；
内球芯具有第二COR；
外球芯层具有第三COR；
第三COR大于第二COR，第三COR为0.80或更多；并且
第二COR大于第一COR。
5.根据权利要求1所述的高尔夫球，其特征在于，第一初速度为至少约88mph，第二初速度为至少174mph。
6.根据权利要求1所述的高尔夫球，其特征在于，
内球芯具有至少约60的表面邵氏D硬度；以及
外球芯层具有从约50至约60的表面邵氏D硬度。
7.一种高尔夫球，其特征在于，包含：
内球芯，所述内球芯主要由至少一种热塑性高度中和聚合物制成，并且所述内球芯具有从约20mm至约26mm的直径；
外球芯层，所述外球芯层实质上围绕内球芯并且主要由热固性橡胶制成，并且所述外球芯层具有从约5mm至约9mm的厚度；
内表层，所述内表层实质上围绕外球芯层；以及
外表层，所述外表层实质上围绕内表层；
其中，内球芯具有从约3.5mm至约4.1mm的压缩变形，外球芯层具有从约2.7mm至约3.3mm的压缩变形，并且内球芯的压缩变形与外球芯层的压缩变形之比为约1.1至约1.3；
内球芯具有第一COR，外球芯具有第二COR，第二COR大于第一COR并且具有至少0.8的数值；以及
其中，高尔夫球具有在约80mph的球杆头速度下测量的第一初速度，高尔夫球具有在约125mph的球杆头速度下测量的第二初速度，初速度其他条件相同的情况下测量，并且第二初速度和第一初速度的差值为至少约86mph。
8.根据权利要求7所述的高尔夫球，其特征在于，第二初速度为至少约174mph。
9.根据权利要求7所述的高尔夫球，其特征在于，第一初速度为至少约88mph。
10.根据权利要求7所述的高尔夫球，其特征在于，
内表层主要由热塑性材料制成，具有至少60的表面邵氏D硬度，并且具有小于1mm的厚度；以及
外表层包含热塑性材料，具有从50至60的表面邵氏D硬度，并且具有大于内表层厚度的厚度。
11.根据权利要求7所述的高尔夫球，其特征在于，高尔夫球具有约0.80或更少的COR。
12.根据权利要求7所述的高尔夫球，其特征在于，外表层包含交联热塑性聚氨酯，交联热塑性聚氨酯是在自由基引发剂的催化下位于聚氨酯聚合物的硬段的不饱和键的反应产物；不饱和键存在于式（1）的不饱和二元醇中：
Figure FDA00002048777000031
其中，R1可以是任何取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烷基-芳基基团、取代或未取代的醚基、取代或未取代的酯基、上述基团的任意结合或者H，并且在任何基团的任何主链或侧链上可选择地包括不饱和键；R2可以是任何取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烷基-芳基基团、取代或未取代的醚基、取代或未取代的酯基或者单键的延拓，并且R2包括烯丙基；以及x和y是在1到10之间独立地任意取值的整数。
13.根据权利要求12所述的高尔夫球，其特征在于，不饱和二元醇是三羟甲基丙烷单烯丙基醚。
14.一种高尔夫球，其特征在于，包含：
内球芯，所述内球芯本质上由至少一种高度中和聚合物组成；
外球芯层，所述外球芯实质上围绕内球芯并且主要由热固性橡胶制成；以及
至少一个表层；
其中，高尔夫球具有在约80mph的球杆头速度下测量的第一初速度，高尔夫球具有在约125mph的球杆头速度下测量的第二初速度，初速度在其他条件相同的情况下测量，并且第二初速度和第一初速度的差值为至少约86mph。
15.根据权利要求14所述的高尔夫球，其特征在于，第一初速度为至少约88mph，并且第二初速度为至少约174mph。
16.根据权利要求14所述的高尔夫球，其特征在于，内球芯本质上由两种高度中和聚合物的混合物组成。
17.根据权利要求14所述的高尔夫球，其特征在于，内球芯具有从约3.5mm至约4.1mm的压缩变形，外球芯层具有从约2.7mm至约3.3mm的压缩变形，并且内球芯的压缩变形与外球芯层的压缩变形之比为约1.1至1.3。
18.根据权利要求14所述的高尔夫球，其特征在于，
内球芯具有第一COR；
外球芯层具有第二COR；
第二COR大于第一COR，第二COR为0.80或更多；以及
第一COR大于高尔夫球COR。
19.根据权利要求14所述的高尔夫球，其特征在于，外表层包含交联热塑性聚氨酯，交联热塑性聚氨酯是在自由基引发剂的催化下位于聚氨酯聚合物的硬段的不饱和键的反应产物；不饱和键存在于式（1）的不饱和二元醇中：
其中，R1可以是任何取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烷基-芳基基团、取代或未取代的醚基、取代或未取代的酯基、上述基团的任意结合或者H，并且在任何基团的任何主链或侧链上可选择地包括不饱和键；R2可以是任何取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烷基-芳基基团、取代或未取代的醚基、取代或未取代的酯基或者单键的延拓，并且R2包括烯丙基；以及x和y是在1到10之间独立地任意取值的整数。
20.根据权利要求19所述的高尔夫球，其特征在于，不饱和二元醇由式（2）表示：
Figure FDA00002048777000051
其中R是取代或未取代的烷基，并且x和y是独立地取值1到4的整数，在特定的实施例中，x和y同为值1、2、3或4；在另外的实施例中，x和y是从1到4的不同值。
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