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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung betrifft einen mehrteiligen
festen Golfball, der einen festen, mit einer inneren und einer äußeren Schicht
umschlossenen Kern umfasst.
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In letzter Zeit sind Golfbälle mit
unterschiedlichem Aufbau vorgeschlagen worden. Insbesondere wurden
viele Vorschläge
in Bezug auf feste Golfbälle,
unter anderem, mehrteilige feste Golfbälle, die einen festen Kern
umfassen, der mit einer Umhüllung
aus mehreren Schichten umschlossen ist, gemacht und zwar in Bezug
auf Verbesserungen hinsichtlich Flugdistanz, Kontrolle (oder Spinrate)
und Schlaggefühl
(siehe JP-A 244174/1992, 142228/1994, 24084/1995, 24085/1995, und
10358/1997).
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Trotzdem besteht der Wunsch, über einen
mehrteiligen festen Golfball zu verfügen, der ein noch weiter verbessertes
Flugverhalten, bessere Spineigenschaften und ein gutes Schlaggefühl bei Schlägen mit
Hölzern, Eisen
und Puffern sowie eine gute Kratzfestigkeit und Haltbarkeit besitzt.
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Um den oben erwähnten Wunsch zu erfüllen, haben
wir umfassende Untersuchungen durchgeführt und dabei herausgefunden,
dass es bei einem mehrteiligen festen Golfball, der einen festen
Kern und eine Umhüllung
mit einer inneren und einer äußeren Schicht
umfasst, die den Kern umgibt, effektiv ist, dass der feste Kern
relativ weich ausgebildet ist, die innere Umhüllungsschicht hauptsächlich aus
einem thermoplastischen Polyester-Elastomer besteht, die äußere Umhüllungsschicht
hauptsächlich
aus einem thermoplastischen Polyurethan-Elastomer besteht, die innere
Umhüllungsschicht
eine Shore D Härte
von 28 bis 58 aufweist und die äußere Umhüllungsschicht
eine Shore D Härte
von 30 bis 55 aufweist.
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Die vorliegende Erfindung stellt
speziell Folgendes bereit:
- (1) Mehrteiliger
fester Golfball, umfassend einen festen Kern und eine Umhüllung mit
einer inneren und einer äußeren Schicht
umgebend den Kern, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Kern eine
Verwindung von wenigstens 2,7 mm unter einer angelegten Last von
100 kg aufweist, die innere Umhüllungsschicht hauptsächlich aus
einem thermoplastischen Polyester-Elastomer besteht und mit einer
Shore D Härte
von 28 bis 58 ausgeführt
ist und die äußere Umhüllungsschicht
hauptsächlich
aus einem thermoplastischen Polyurethan-Elastomer besteht und mit
einer Shore D Härte
von 30 bis 55 ausgeführt
ist.
- (2) Golfball nach Punkt (1), wobei der Ball insgesamt ein Trägheitsmoment
von wenigstens 83 g-cm2 aufweist.
- (3) Golfball nach Punkt (1) oder (2) wobei bis zu 30 Gewichts%
eines anorganischen Füllstoffs
zu der äußeren Umhüllungsschicht
hinzugefügt
werden.
- (4) Golfball nach irgendeinem der Punkte (1) bis (3), wobei
die innere Umhüllungsschicht
0 bis 30 Gewichts% eines anorganischen Füllstoffs enthält.
- (5) Golfball nach irgendeinem der Punkte (1) bis (4), wobei
die äußere Umhüllungsschicht
ein spezifisches Gewicht von 1,05 bis 1,4 aufweist.
- (6) Golfball nach irgendeinem der Punkte (1) bis (5), wobei
die innere Umhüllungsschicht
ein spezifisches Gewicht von 1,05 bis 1,4 aufweist.
- (7) Golfball nach irgendeinem der Punkte (1) bis (6), wobei
der Kern ein spezifisches Gewicht von 0,9 bis 1,2 aufweist.
- (8) Golfball nach irgendeinem der Punkte (1) bis (7), wobei
die äußere Umhüllungsschicht
eine Dicke von 0,5 bis 2,5 mm aufweist, die innere Umhüllungsschicht
eine Dicke von 0,5 bis 3,0 mm aufweist und die Umhüllung eine
Gesamtdicke von 1,0 bis 5,5 mm aufweist.
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Der Golfball der Erfindung zeichnet
sich durch eine erhöhte
Flugdistanz, eine bessere Kontrolle bei Schlägen mit dem Eisenschläger, ein
gutes Schlaggefühl
bei Schlägen
mit Hölzern,
Eisen und Puffern, eine hohe Kratzfestigkeit bei Kontrollschlägen mit
einem Eisen und eine gute Haltbarkeit aus.
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Jetzt wird die Erfindung ausführlicher
beschrieben.
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Der mehrteilige feste Golfball der
Erfindung hat einen festen Kern und eine den Kern umgebende Umhüllung mit
einem zweischichtigen Aufbau aus einer inneren und äußeren Umhüllungsschicht.
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Der hier eingesetzte feste Kern wird
hauptsächlich
auf Basis eines Kautschuks geformt. Materialien, wie Naturkautschuk
und/oder Synthesekautschuk, die bei herkömmlichen festen Golfbällen eingesetzt
werden, lassen sich als Kautschukbasis einsetzen, obwohl insbesondere
1,4-Polybutadien, das wenigstens 40% einer cisständigen Struktur aufweist, bei
der praktischen Anwendung der Erfindung bevorzugt wird. Im Rahmen
dieser Erfindung dürfen
bei Wunsch Naturkautschuk, Polyisoprenkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk oder ähnliche
Materialien mit dem 1,4-Polybutadienkautschuk gemischt werden.
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Im Besonderen lässt sich der feste Kern des
erfindungsgemäßen Golfballs
auf die herkömmliche
Weise erhalten, und zwar durch Einstellung der Vulkanisierbedingungen
und des Mischungsverhältnisses.
Im Allgemeinen enthält
die Zusammensetzung des festen Kerns u. a. einen Basiskautschuk,
ein Vernetzungsmittel, ein Co-Vernetzungsmittel und einen inerten
Füllstoff.
Als Basiskautschuk kann der oben erwähnte Naturkautschuk und/oder
Synthesekautschuk eingesetzt werden. Das Vernetzungsmittel wird
exemplarisch mit Hilfe der organischen Peroxide, wie z. B. des Dicumylperoxids
und Di-t-butylperoxids,
hergestellt, wobei insbesondere das Dicumylperoxid bevorzugt wird.
Die Menge des zugemischten Vernetzungsmittels beträgt gewöhnlich 0,5 bis
2,0 Gewichtsanteile bezogen auf 100 Gewichtsanteile des Basiskautschuks.
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Das Co-Vernetzungsmittel ist nicht
kritisch und wird exemplarisch mit Hilfe der Metallsalze von ungesättigten
Fettsäuren
hergestellt, insbesondere mit Hilfe der Zink- und Magnesiumsalze
von ungesättigten
Fettsäuren,
die 3 bis 8 Kohlenstoffatome haben (z. B. Acrylsäure und Methacrylsäure), wobei
Zinkacrylat besonders bevorzugt wird. Die Menge des zugemischten
Co-Vernetzungsmittels beträgt
10 bis 50 Gewichtsanteile, vorzugsweise 20 bis 48 Gewichtsanteile,
bezogen auf 100 Gewichtsanteile des Basiskautschuks.
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Beispiele für den inerten Füllstoff
umfassen Zinkoxid, Bariumsulfat, Siliziumdioxid, Calciumcarbonat und
Zinkcarbonat, wobei Zinkoxid und Bariumsulfat üblicherweise eingesetzt werden.
Die Menge des zugemischten Füllstoffes
wird durch das spezifische Gewicht des Kerns und der Umhüllung, die
Gewichtsvorgabe des Balls etc. maßgeblich bestimmt und ist nicht
kritisch, obwohl sie gewöhnlich
1 bis 30 Gewichtsanteile bezogen auf 100 Gewichtsanteile des Basiskautschuks
beträgt.
Es besteht Einigkeit darüber,
dass bei der praktischen Anwendung der Erfindung, dem festen Kern
eine optimale Härte
durch die ordnungsgemäße Einstellung
der Menge des zugemischten Zinkoxides und Bariumsulfates verliehen
wird.
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Eine Zusammensetzung für den festen
Kern wird durch Kneten der oben erwähnten Bestandteile in einem
konventionellen Mischer, wie z. B. einem Banbury-Innenmischer und
Walzenstuhl, zubereitet und wird in einer Kernform pressgeformt
oder spritzgeformt. Das Formteil wird dann in einem festen Kern
durch Aufheizen ausgehärtet,
wobei die Temperatur ausreichend hoch ist, damit das Vernetzungsmittel
und das Co-Vernetzungsmittel wirken kann (zum Beispiel etwa 130
bis 170°C,
falls Dicumylperoxid und Zinkacrylat jeweils als Vernetzungsmittel
und Co-Vernetzungsmittel eingesetzt werden).
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Der feste Kern soll eine Verwindung
oder Verformung von wenigstens 2,7 mm, vorzugsweise 2,8 bis 6,0
mm, oder besser noch 2,9 bis 5,0 mm bei einer angelegten Last von
100 kg aufweisen. Eine Verwindung von weniger alles 2,7 mm unter
einer angelegten Last von 100 kg (harter Kern) hätte Nachteile, wie z. B. ein hartes
Schlaggefühl,
zur Folge. Eine zu starke Verwindung (zu weicher Kern) würde in manchen
Fällen
eine schlechte Rückverformung
ergeben.
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Der feste Kern hat vorzugsweise ein
spezifisches Gewicht von 0,9 bis 1,2 und insbesondere eines von 1,01
bis 1,18.
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Bei der praktischen Anwendung der
Erfindung hat der feste Kern vorzugsweise einen Durchmesser von
30 bis 40 mm und insbesondere einen von 33 bis 39 mm. Außerdem kann
der feste Kern einen mehrschichtigen Aufbau aufweisen, unter der
Voraussetzung, dass er die oben definierte Verwindung unter einer angelegten
Last von 100 kg einhält.
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Als Nächstes wird die innere Umhüllungsschicht
hauptsächlich
aus einem thermoplastischen Polyester-Elastomer gebildet.
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Das hier eingesetzte thermoplastische
Polyester-Elastomer umfasst Polyetherester-Multiblock-Copolymere, die synthetisiert
wurden aus Terephthalsäure,
1,4-Butandiol und Polytetramethylenglycol (PTMG) oder Polypropylenglykol
(PPG), wobei Polybutylenterephthalat- (PBT) Teile harte Segmente
ergeben und Polytetramethylenglycol- (PTMG) oder Polypropylenglykol-
(PPG) Teile weiche Segmente ergeben, zum Beispiel Hytrel 4047, G3548W,
4767 und 5577 (von Toray duPont K. K.).
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Zu dem thermoplastischen Polyester-Elastomer
kann, falls erforderlich, ein weiteres Polymer, wie z. B. ein weiteres
Elastomer- und Ionomerharz, hinzugefügt werden. In dieser Hinsicht
beträgt
die Menge des anderen hinzugefügten
Polymers weniger als 70 Gewichtsanteile und insbesondere weniger
als 50 Gewichtsanteile, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsanteile
des thermoplastischen Polyester-Elastomers.
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Außerdem kann die hauptsächlich aus
dem thermoplastischen Polyester-Elastomer bestehende innere Umhüllungsschicht
0 bis etwa 30 Gewichts% eines anorganischen Füllstoffes, wie z. B. Zinkoxid,
Bariumsulfat und Titandioxid, enthalten.
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Die innere Umhüllungsschicht soll eine Shore
D Härte
von 28 bis 58 und insbesondere von 30 bis 56 aufweisen. Eine Shore
D Härte
von weniger als 28 würde
der Rückverformung
entgegenwirken, wohingegen das Schlaggefühl oberhalb von 58 verschlechtert
würde.
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Außerdem soll die innere Umhüllungsschicht
vorzugsweise ein spezifisches Gewicht von 1,05 bis 1,4 und insbesondere
eines von 1,1 bis 1,3 aufweisen.
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Es ist anmerken, dass die innere
Umhüllungsschicht
vorzugsweise eine Dicke von 0,5 bis 3,0 mm und insbesondere eine
von 0,9 bis 2,5 mm hat.
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Andererseits wird die äußere Umhüllungsschicht
aus einem thermoplastischen Polyurethan-Elastomer gebildet.
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Das hier eingesetzte thermoplastische
Polyurethan-Elastomer hat eine Molekülstruktur, die aus einer Polyolverbindung
mit hohem Molekulargewicht, die ein weiches Segment bildet, einem
monomolekularen Kettenstreckungsmittel, das ein hartes Segment bildet,
und einem Diisocyanat besteht.
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Die Polyolverbindung mit hohem Molekulargewicht
ist nicht kritisch und kann irgendeine Verbindung von Polyesterpolyolen,
Polyetherpolyolen, Copolyesterpolyolen und Polycarbonatpolyolen
sein. Exemplarische Polyetherpolyole umfassen Polycaprolactonglycol,
Poly(ethylen-1,4-adipat)glycol und Poly(butylen-1,4-adipat)glycol;
ein exemplarisches Copolyesterpolyol ist Poly(diethylenglycoladipat)glycol;
ein exemplarisches Polycarbonatpolyol ist (Hexandiol-1,6-carbonat)-Glycol
und ein exemplarisches Polyetherpolyol ist Polyoxytetramethylenglycol.
Ihr Zahlenmittelwert des Molekulargewichts beträgt etwa 600 bis 5.000 und vorzugsweise
1.000 bis 3.000.
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Als Diisocyanat werden aliphatische
Diisocyanate vorzugsweise in Hinblick auf den Vergilbwiderstand der
Umhüllung
eingesetzt. Beispiele umfassen Hexamethylendiisocyanat (HDI), 2,2,4- oder 2,4,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat
(TMDI) und Lysindiisocyanat (LDI). HDI wird insbesondere für seine
Verträglichkeit beim
Mischen mit einem anderen Harz bevorzugt.
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Das monomolekulare Kettenstreckungsmittel
ist nicht kritisch und kann aus konventionellen Polyalkoholen und
Aminen ausgewählt
werden. Beispiele umfassen 1,4-Butylenglycol, 1,2-Ethylenglycol,
1,3-Propylenglycol, 1,6-Hexylenglycol, 1,3-Butylenglycol, Dicyclohexylmethylmethandiamin
(Hydro-MDA) und
Isophorondiamin (IPDA).
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Von den thermoplastischen Polyurethan-Elastomeren
werden solche, die eine tanδ-Spitzentemperatur von
weniger als –15°C aufweisen,
und zwar insbesondere eine, die im Bereich von –16°C bis –50°C liegt, wie durch Messung der
Viskoelastizität
ermittelt wurde, hinsichtlich Weichheit und Elastizität bevorzugt.
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Als thermoplastisches Polyurethan-Elastomer
lässt sich
eines der im Handel erhältlichen
einsetzen, deren Diisocyanat-Bestandteil aliphatisch ist, zum Beispiel
Pandex T7298 (–20°C), T7295
(–26°C) und T7890 (–30°C) (von Dai-Nikon
Ink Chemical Industry K. K.). Es ist zu beachten, dass die Zahlenangaben
in Klammern jeweils eine tanδ-Spitzentemperatur
angeben.
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Falls erforderlich, kann ein weiteres
Polymer wie z. B. ein weiteres Elastomer- und Ionomerharz zum thermoplastischen
Polyurethan-Elastomer in einer Menge von 0 bis 60 Gewichtsanteilen
und insbesondere einer von 0 bis 50 Gewichtsanteilen jeweils bezogen
auf 100 Gewichtsanteilen des thermoplastischen Polyurethan-Elastomers
hinzugefügt
werden.
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Außerdem kann die hauptsächlich aus
dem thermoplastischen Polyurethan-Elastomer bestehende äußere Umhüllungsschicht
weniger als 30 Gewichts% und insbesondere 1 bis 25 Gewichts% eines
anorganischen Füllstoffes,
wie z. B. Zinkoxid, Bariumsulfat und Titandioxid, enthalten.
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Die äußere Umhüllungsschicht soll eine Shore
D Härte
von 30 bis 55, vorzugsweise eine von 32 bis 54 und am besten eine
von 33 bis 53 aufweisen. Eine Shore D Härte von weniger als 30 wurde
der Rückverformung
entgegenwirken, wohingegen das Schlaggefühl oberhalb von 55 verschlechtert
würde.
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Außerdem soll die äußere Umhüllungsschicht
vorzugsweise ein spezifisches Gewicht von 1,05 bis 1,4 und insbesondere
eines von 1,07 bis 1,35 aufweisen.
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Die äußere Umhüllungsschicht hat vorzugsweise
eine Dicke von 0,5 bis 2,5 mm und insbesondere eine von 0,9 bis
2,4 mm. Die Haltbarkeit wäre
unterhalb von 0,5 mm schlecht, wohingegen die Rückverformung und das Schlaggefühl oberhalb
von 2,5 mm schlecht wären.
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Die innere und äußere Umhüllungsschicht haben eine Gesamtdicke
(Gesamtdicke der Umhüllung) von
1,0 bis 5,5 mm und insbesondere eine von 1,5 bis 5,0 mm.
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Verständlicherweise lassen sich die
innere und äußere Umhüllungsschicht
mit Hilfe wohlbekannter Techniken wie dem Spritzformen und Pressformen
unter Verwendung von Halbschalen formen.
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Der auf diese Weise erhaltene mehrteilige
feste Golfball soll vorzugsweise ein Trägheitsmoment von wenigstens
83 g-cm2 und insbesondere eines von 84 bis
90 g-cm2 aufweisen, und zwar gemäß der Messung nach
dem später
beschriebenen Verfahren. Ein Trägheitsmoment
von weniger als 83 g-cm2 würde den
Nachteil zur Folge haben, dass der Ball beim Einlochen rollende
Ball instabil wird und von seinem geradlinigen Weg abkommt.
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Die äußere Umhüllungsschicht wird in konventioneller
Weise mit Grübchen
geformt. Bezüglich
des Durchmessers, des Gewichts und der anderen Parameter ist der
Golfball der Erfindung in Übereinstimmung mit
den Golfregeln (Rules of Golf) konstruiert und hat dementsprechend
einen Durchmesser von nicht weniger als 42,67 mm und ein Gewicht
von nicht mehr als 45,93 g.
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Es wurde ein mehrteiliger fester
Golfball beschrieben, der sich durch eine erhöhte Flugdistanz, eine bessere
Kontrolle, ein angenehmes Schlaggefühl und eine verbesserte Haltbarkeit
auszeichnet.
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BEISPIEL
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Nachstehend sind Beispiele der vorliegenden
Erfindung zusammen mit Vergleichsbeispielen angegeben, die zur Erläuterung
und nicht zur Einschränkung
dienen.
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BEISPIELE
UND VERGLEICHSBEISPIELE
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Es wurden feste Kerne mit in der
in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzung angesetzt.
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Als Nächstes wurden die Kerne jeweils
mit einer inneren Umhüllungsschicht
der in Tabelle 2 gezeigten Zusammensetzung durch Spritzformen umschlossen
und dann mit einer äußeren Umhüllungsschicht
der in Tabelle 3 gezeigten Zusammensetzung durch Spritzformen umschlossen,
was einen dreiteiligen Golfball ergab, der das in den Tabellen 4
und 5 angegebene Gewicht und den dort angegebenen Durchmesser aufwies.
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Die Golfbälle wurden mit Hilfe der folgenden
Tests hinsichtlich Trägheitsmoment,
Flugdistanz, Spinrate, Schlaggefühl,
Kratzfestigkeit und Dauerhaltbarkeit geprüft. Die Ergebnisse wurden in
den Tabellen 4 und 5 angegeben.
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TRÄGHEITSMOMENT
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Es wurde gemäß der nachstehend gezeigten
Gleichung berechnet. Im Besonderen ist das Trägheitsmoment ein Wert, der
ausgehend von den Durchmessern (Dicken) und dem spezifischen Gewicht
der jeweiligen Schichten berechnet wurde und sich mit Hilfe der
folgenden Gleichung, unter Annahme, dass der Ball kugelförmig ist,
ermitteln lässt.
Obwohl der Ball zu Berechnungszwecken als kugelförmig betrachtet wird, ist das spezifische
Gewicht der äußeren Umhüllungsschicht
geringer als das spezifische Gewicht des eigentlichen, die äußere Umhüllung bildenden
Harzes, da am wirklichen Ball die Grübchen vorhanden sind. Für das spezifische
Gewicht der äußeren Umhüllungsschicht
wird hier ein spezifisches Gewicht der äußeren Umhüllungsschicht eines Modells
bestimmt, die für
die Berechnung eines Trägheitsmomentes
M verwendet wird. M = (π/5880000) × {(r1 – r2) × D15 +
(r2 – r3) × D25 + r3 × D35}M: Trägheitsmoment (g-cm2)
r1:
spezifisches Gewicht des Kerns
D1: Kerndurchmesser
r2:
spezifisches Gewicht der inneren Umhüllungsschicht
D2: Durchmesser
der inneren Umhüllungsschicht
(der Durchmesser einer Kugel, die sich durch Formen der inneren
Umhüllungsschicht
um den Kern herum ergibt)
r3: spezifisches Gewicht der äußeren Umhüllungsschicht
des Modells
D3: Durchmesser der äußeren Umhüllungsschicht (Balldurchmesser)
Es
ist zu beachten, dass die Durchmesser in mm angegeben sind.
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FLUGDISTANZ
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Unter Einsatz eines Schwungroboters
wurde der Ball mit einem Driver (#W1, (Schlägerkopfgeschwindigkeit 45 m/s)
abgeschlagen, um die reine Flugdistanz (Carry) und die Gesamtdistanz
zu messen.
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SPINRATE
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Es wurde eine Spinrate ausgehend
von fotografischen Analysen berechnet, indem das Verhalten des Balles
direkt nach dem Stoß durch
den Schlag mit #W1 und einem Sandwedge (#SW, Schlägerkopfgeschwindigkeit
20 m/s) fotografiert wurde.
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SCHLAGGEFÜHL
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Drei Profi-Golfer schlugen den Ball
mit #W1 und einem Puffer (#PT) ab, um den Ball hinsichtlich des Schlaggefühls gemäß der folgenden
Kriterien zu bewerten.
O: weich
Δ: etwas hart
X: hart
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KRATZFESTIGKEIT
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Unter Einsatz des Schwungroboters
wurde der Ball an zwei Schlagpunkten mit einem Sandwedge abgeschlagen
(#SW, Schlägerkopfgeschwindigkeit
38 m/s). Der Ball wurde an den Schlagpunkten mit Hilfe der Sichtprüfung untersucht.
O:
gut
Δ:
mittelmäßig
X:
schlecht
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DAUERHALTBARKEIT
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Unter Einsatz einer Schwungradschlagmaschine
wurde der Ball wiederholt mit einer Schlägerkopfgeschwindigkeit von
38 m/s abgeschlagen. Der Ball wurde hinsichtlich der Anzahl der
wiederholten Schläge
bewertet, die der Ball aushielt, bis er zerbrach.
O: gut
X:
schlecht
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- Hytrel
- Toray duPont K. K.,
thermoplastisches Polyester-Elastomer
- PEBAX 3533
- Atochem, Polyamid-Elastomer
- Himilan
- Mitsui duPont Polychemicals
K. K., Ionomerharz
- Surlyn 8120
- E. I. duPont, Ionomerharz
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- PANDEX T7890/T7298
- Dal-Nihon Ink Chemical
Industry K. K., thermoplastisches Polyurethan-Elastomer
- Himilan
- Mitsui duPont Polychemicals
K. K., Ionomerharz
- Surlyn 8120
- E. I. duPont, Ionomerharz
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