ES2284549T3 - Pelota de golf con indicadoor de la inmersion en el agua. - Google Patents

Abstract

Una pelota de golf (10, 30, 62), que comprende una o más capas de construcción, caracterizada por impresiones (80, 82) sobre dicha pelota de golf hechas con una tinta que se activa por el agua que cambia la apariencia tras la exposición al agua.

Description

Pelota de golf con indicador de la inmersión en el agua.

La invención se refiere a una pelota de golf que comprende una o más capas de construcción.

Como se indica en la edición de septiembre de 1996 del "Golf Digest", las pelotas de golf se golpean y caen en el agua con una gran frecuencia. Como resultado, se ha desarrollado una industria completa de recuperación de pelotas de golf que se vuelven a vender a pesar del hecho de que la pelota ha pasado bastante tiempo en el agua. Aunque la cubierta de la pelota de golf parece que es bastante impermeable, ha surgido la duda sobre el efecto de la inmersión de la pelota durante una serie de días en el fondo de una laguna reposando sobre el fango.

Como se puede apreciar, las pelotas de golf son de dos variedades, una pelota de tres piezas y una de pelota de dos piezas. Según el artículo citado anteriormente, cuando se ensayaron dichas pelotas usando una máquina robótica de golpear y un driver metálico de longitud estándar con 9,53 grados de loft y un eje rígido extra, con una velocidad de la cara del palo de 93,7 millas por hora y un ángulo de lanzamiento de 90 grados y con una velocidad de rotación de 2.800 rpm, el resultado para una pelota de tres piezas fue una diferencia de recorrido de 6 yardas después de una inmersión de ocho días, una pérdida de 12 yardas después de tres meses y una pérdida de 15 yardas después de seis meses.

Para una pelota de dos piezas, el recorrido fue 6 yardas más corto y después de haber sido sumergida durante ocho días, fue un total de 9,1 yardas más corto. Aunque para las pelotas de dos piezas el estar en el agua hace típicamente a la pelota más dura en términos de compresión, también aminora el coeficiente de restitución o la capacidad de la pelota para recuperar su redondez después del impacto. Los factores anteriores hacen que la pelota vuele más corto. Se ha encontrado que las pelotas de tres piezas se hacen más blandas en términos de compresión, pero también vuelan más corto según el artículo mencionado antes.

Cualesquiera que sean los resultados de la inmersión de una pelota de golf en una laguna, las características de la pelota en vuelo se alteran por la inmersión. El problema por tanto, radica en ser capaces de determinar cuándo una pelota de golf ha sido sumergida, de manera que pueda ser rechazada a favor de una nueva pelota de golf.

Nótese que la construcción de la pelota de golf se muestra en las siguientes patentes de Estados Unidos: 5,609,953; 5,586,950; 5,538,794; 5,496,035; 5,480,155; 5,415,937; 5,314,187; 5,096,201; 5,006,297; 5,002,281; 4,690,981;
4,984,803; 4,979,746; 4,955,966; 4,931,376; 4,919,434; 4,911,451; 4,884,814; 4,863,167; 4,848,770; 4,792,141;
4,715,607; 4,714,253; 4,688,801; 4,683,257; 4,625,964; 4,483,537; 4,436,276; 4,431,193; 4,266,772; 4,065,537;
3,784,209; 3,572,722; 3,264,272.

La patente de Estados Unidos US-A-5823891 describe una pelota de golf que cambia de color cuando es sumergida en agua.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar otra posibilidad para reconocer que una pelota de golf ha estado sumergida en agua. Esto se consigue mediante la pelota de golf que se reivindica, que comprende impresiones sobre dicha pelota de golf hechas con una tinta que se activa por el agua, que cambian de apariencia después de la exposición al agua.

En la presente invención, en una realización, las impresiones sobre la pelota están hechas con tinta que se activa por el agua, que desaparece cuando se expone al agua durante largos periodos de tiempo. En otra realización, las impresiones sobre la pelota están hechas con tinta transparente que se activa por el agua, que aparece cuando se expone al agua durante largos periodos de tiempo. La invención se usa por tanto como un indicador de las pelotas previamente expuestas al agua durante uno a varios días en el fondo de un lago, laguna, piscina u otro depósito de agua. Se usa un indicador de este tipo para alertar a los golfistas sobre cambios potenciales en las propiedades de la pelota debidos a largos tiempos de exposición al agua.

Estas y otras características de la presente invención se entenderán mejor cuando se consideren conjuntamente con la descripción detallada y los dibujos de los cuales:

La Figura 1 es una ilustración diagramática de un golfista lanzando una pelota de golf a un hazard de agua;

La Figura 2 es una ilustración diagramática de la pelota de la Figura 1 conocida de la técnica anterior, después de inmersión in agua, presentando un indicador visual de que la pelota ha sido sumergida en agua durante un largo periodo de tiempo;

La Figura 3 es una ilustración diagramática de una pelota de dos piezas conocida de la técnica anterior, que proporciona un indicador visual de la inmersión prolongada en agua, en la que la pelota incluye un núcleo de goma sólido y una cubierta moldeada dura de un ionómero o mezcla de ionómeros tales como Surlyn o una resina polimérica similar apropiada, estando provista la pelota de una dispersión polimérica en una sobrecapa de conformación que contiene partículas de colorante encapsuladas que atraviesan la cubierta o envoltura de la pelota, y estando cubierta esta sobrecapa con una capa final brillante que no contiene partículas de colorante, para mantener un acabado muy brillante y proporcionar una barrera de difusión adicional sobre la pelota para evitar la liberación del colorante en ambientes húmedos;

La Figura 4 es una ilustración diagramática de una pelota de tres piezas conocida de la técnica anterior, que proporciona una indicación visual de la inmersión prolongada en agua en la cual la pelota incluye un núcleo interior sólido, líquido o gel, un núcleo exterior de banda de goma enrollada o de goma moldeada y una cubierta de un material gomoso brillante tal como goma balata, mezclas de polibutadieno o un ionómero de baja dureza shore y una sobrecapa adicional de colorante encapsulado en polímero por debajo de la capa final brillante;

La Figura 5 es un diagrama esquemático que representa la difusión de agua dentro de la pelota conocida de la técnica anterior, cuando se sumerge en un depósito de agua durante largos periodos de tiempo;

La Figura 6 es una representación diagramática de una partícula de colorante encapsulada;

La Figura 7 es una ilustración diagramática de otro tipo de pelota de golf de dos piezas, conocida de la técnica anterior;

La Figura 8 es una representación diagramática de pelets de colorante usados en el presente sistema conocido;

La Figura 9 es una vista en perspectiva de una pelota de golf según la invención, con una tinta evanescente que se activa por el agua; y

La Figura 10 es una vista en perspectiva de una pelota de golf según la invención, con una tinta que se activa por el agua, que aparece cuando se sumerge la pelota.

Con referencia ahora a la Figura 1, en una situación típica, una pelota 10 ha sido lanzada por un golfista 12 en un hazard de agua 13, donde permanece hasta que es sacada o por el golfista o por una compañía que recupera pelotas de golf de los hazards de agua. Se debe apreciar que, como se ha mencionado antes, tales pelotas cuando han estado sumergidas durante un largo periodo de tiempo pierden sus características de vuelo, y a pesar de ser lavadas y vueltas a vender, no recuperan estas características debido a la inmersión.

Con el fin de proporcionar un indicador de las pelotas de golf que hayan estado sumergidas en agua durante al-
gún tiempo, y haciendo referencia ahora a la Figura 2, se puede ver que la pelota de golf 10, conocida de la técnica anterior, tiene una apariencia moteada 15, que sirve como un indicador de que la pelota ha estado sumergida en
agua.

Es éste o algún otro indicador que se activa por el agua el que proporciona un método conveniente para que el comprador de una pelota de golf averigüe si la pelota es efectivamente una pelota usada y una pelota que ha estado sumergida en agua durante algún tiempo, o que ha sido sometida a alguna otra condición predeterminada.

Como se describirá, en una realización, esta coloración o indicación distintiva se proporciona mediante la utilización de tintas o colorantes solubles en agua que se activan por la infusión de agua en las partículas de colorante encapsuladas en una realización. El resultado de la infusión de agua es que las partículas de colorante sueltan sus colorantes para marcar la pelota de golf de alguna manera distintiva. El que se utilicen colorantes o tintas que son solubles en agua o que se liberan por activación en agua, es irrelevante en cuanto al tipo de indicación que se da, siempre que el golfista que compre la pelota de golf pueda averiguar si realmente es una pelota que ha estado sumergida en agua, o si es de otra manera, inadecuada para jugar.

Se ha observado que la tecnología de liberación controlada es un medio de probada eficacia para administrar lentamente una pequeña cantidad de un compuesto a lo largo de un periodo de tiempo dado o a un tiempo específico basándose en un estímulo deseado. Es conocido el uso de la tecnología de liberación controlada como un método para el cambio lento de color de una pelota de golf en el agua. Es posible incluir el uso de tintas o colorantes que están micro-encapsuladas con un recubrimiento polimérico delgado para formar pequeñas partículas o perlas. Estas micro-cápsulas, que pueden variar de tamaño desde decenas de micras a milímetros, se pueden incorporar, en un material de recubrimiento polimérico vítreo, duro, tal como poli(metacrilato de metilo) o éster de poli(acrilato de vinilo), que puede actuar como una capa brillante para la pelota, o el encapsulante puede estar incorporado en la cubierta de goma o de ionómero de la propia pelota.

Un microencapsulante es un recubrimiento polimérico usado para encerrar un material líquido o sólido dentro de una pequeña partícula. Los microencapsultantes están generalmente en el intervalo de decenas a cientos de micras de diámetro. Los métodos de encapsulación se han utilizado para una serie de aplicaciones en las que un compuesto debe ser liberado lenta pero sistemáticamente a un entorno en las condiciones deseadas. Los ejemplos incluyen las microcápsulas en la administración de fármacos, nutrientes vitalizantes o proteínas en los productos cosméticos de liberación con el tiempo y en los fertilizantes o pesticidas para productos agrícolas.

El recubrimiento polimérico puede consistir en un amplio campo de materiales poliméricos potenciales y mezclas de polímeros. La base para la mayor parte de la tecnología de liberación controlada es la difusión lenta del producto encapsulado a través del recubrimiento o matriz polimérico y hacia su entorno. La fuerza impulsora para la difusión es la transferencia de masa desde la región interior altamente concentrada a la región exterior diluida. El proceso de difusión se acelera o se activa a menudo por la presencia de un disolvente que hincha o solvata parcialmente la película de polímero, plastificando de este modo la película de polímero y aumentando la difusividad efectiva de la matriz polimérica. El resultado es una velocidad más rápida de transporte del material encapsulado fuera de la microcápsula.

Una segunda ruta para los sistemas de liberación controlada es la disolución lenta de un recubrimiento con un polímero no reticulado o lineal en un buen disolvente, que da como resultado la liberación del compuesto encapsulado porque las paredes del recubrimiento se hacen más delgadas, y por último se disuelven completamente. En este caso, la velocidad de disolución del polímero, más que la velocidad de difusión sola, es la etapa determinante de la velocidad en la liberación del encapsulante.

Un tercer enfoque para la liberación controlada de un material es la macro-encapsulación. En este caso, el material se libera lentamente desde una matriz polimérica continua, que puede ser moldeada en toda serie de formas u objetos. La principal diferencia entre este método y el de la microencapsulación es que en el último, el material se encierra en microesferas bien definidas del orden de magnitud de varias micras, mientras que en la macroencapsulación, el material de interés se incluye directamente en un objeto del orden de magnitud de centímetros y más grande. Los dos métodos incluyen la difusión lenta del material fuera de la matriz o de la cubierta encapsulante.

En referencia ahora a la Figura 3, se ilustra una pelota convencional de dos piezas 10 con un núcleo de goma sólido 12 que tiene una cubierta moldeada dura 14 de una mezcla de ionómeros tal como Surlyn, o una resina polimérica similar. Como se puede ver, una dispersión polimérica 16 en una sobrecapa de conformación contiene partículas de colorante encapsuladas 18, yendo la dispersión sobre la cubierta o envoltura de la pelota.

Esta sobrecapa está cubierta además con una capa final brillante 20 que no contiene partículas de colorante para mantener un acabado muy brillante, y proporciona una barrera adicional de difusión sobre la pelota para evitar la liberación del colorante en ambientes húmedos.

Asimismo, para una pelota de tres piezas conocida, como se ilustra en la Figura 4, la pelota de tres piezas 30 contiene un núcleo interior sólido, líquido o gel 32, un núcleo exterior de banda de goma enrollada o de goma moldeada 34 y una cubierta 36 de un material gomoso brillante tal como goma balata, mezclas de polibutadieno o un ionómero de baja dureza shore.

Nótese que por debajo de la capa final brillante 38, está formada una sobrecapa adicional 36 de colorante encapsulado en polímero.

Con referencia a la Figura 5 y como será descrito, un diagrama esquemático representa la difusión de agua 50 dentro de la pelota 10 cuando se sumerge ésta en un depósito de agua durante un periodo de tiempo largo. Las moléculas de agua se difunden lentamente como se ilustra en 51 hacia dentro de la pelota a través de la sobrecapa brillante 52. En algunos casos, las cápsulas de colorante 54 en la capa 56 estarán cerca de la sobrecapa brillante y lejos de la cubierta ilustrada aquí en 58. El agua permeará estas cápsulas en primer lugar y después tardará en difundirse a las cápsulas en el grueso de la capa 56. El agua se filtrará lentamente o solvatará el microencapsulante permitiendo la difusión controlada de un colorante soluble en agua fuera de la microcápsula polimérica y de la sobrecapa brillante 52, tiñendo la sobrecapa. Con el tiempo, el agua se difundirá a través de la capa hacia la cubierta de ionómero 58 donde la resina ionomérica absorberá el colorante de forma permanente dando como resultado un fuerte cambio de
color.

Para el recubrimiento de microencapsulación se pueden usar una serie de diferentes polímeros y mezclas de polímeros, incluyendo poli(metacrilato de metilo), poli(ácido metacrílico), poli(ácido acrílico), poliacrilatos, poliacrilamida, poliacrildextrano, poli(cianoacrilato de alquilo), acetato de celulosa, acetato-butirato de celulosa, nitrato de celulosa, metilcelulosa y otros derivados de celulosa, nilón 6,10, nylon 6,6, nilón 6, politereftalamida y otras poliamidas, policaprolactonas, polidimetilsiloxanos y otros siloxanos, poliésteres alifáticos y aromáticos, poli(óxido de etileno), poli(acetato de etilen-vinilo), poli(ácido glicólico), poli(ácido láctico) y copolímeros, poli(metil-vinil-éter/anhidrido maleico), poliestireno, poli(acetato-ftalato de vinilo), poli(alcohol vinílico) polivinilpirrolidona, shellac, almidón y ceras tales como parafina, cera de abejas, cera de carnauba. Los polímeros usados deben tener una difusividad de casi cero de la tinta a través de la matriz de polímero en ausencia de agua. Después de la introducción de agua en la matriz de alrededor y la subsiguiente difusión de agua a través de la película polimérica, la difusividad del recubrimiento polimérico para las moléculas del colorante aumenta, permitiendo el transporte del colorante a través de la película polimérica. Los sistemas poliméricos ideales para esta aplicación son aquellos que tienen una limitada permeabilidad al agua y por tanto proporcionan un intervalo mayor de los tiempos de difusión antes de liberar el colorante soluble en agua. Tales polímeros pueden ser mezclas reticuladas o no reticuladas de un polímero hidrófobo y uno hidrófilo, películas de copolímeros segmentados o en bloque con un bloque hidrófilo o polímeros que no son solubles en agua, pero tienen una afinidad pequeña pero limitada por el agua. Dichos polímeros incluyen diferentes tipos de nilón tales como nilón 6,10 o nilón 6, poliacrilonitrilo, poli(tereftalato de etileno) (PET), poli(cloruro de vinilo). Los polímeros más permeables al agua que se pueden mezclar con polímeros hidrófobos para ajustar el colorante y los coeficientes de permeabilidad al agua de la película, incluyen derivados de celulosa, poliacrilatos, poli(óxidos de etileno), polidimetilsiloxano y poli(alcohol vinílico).

Los colorantes que se pueden usar deben ser solubles en agua y pueden variar dentro de un amplio campo de materiales colorantes industriales. Idealmente, el colorante debe ser compatible con el polímero usado para la cubierta o envoltura debajo del recubrimiento encapsulante del colorante. Los colorantes iónicos y una serie de colorantes solubles en agua deben ser particularmente compatibles con los materiales ionoméricos comúnmente utilizados en tales envolturas, debido a la presencia de grupos carboxilato y ácido carboxílico en el polímero. Algunos sistemas de colorante cambian de color en presencia de disolventes más polares. Este efecto puede ser útil si el colorante tiene muy poco color hasta que es expuesto al agua. Algunos colorantes potenciales para esta aplicación pueden incluir colorantes de merocianina y colorantes de N-fenóxido de piridinio. Los ejemplos pueden incluir Naphthalene Orange G, Crystal Violet, CI Disperse Red y una serie de otros colorantes industriales comunes. Los colorantes de mayor peso molecular pueden ser deseables porque los colorantes de mayor peso molecular se difunden más lentamente a través de una matriz polimérica.

Antes de la exposición al agua, el colorante soluble en agua está encerrado por una película polimérica sólida rígida, que se sumerge en un medio no acuoso, con una fuerza propulsora muy baja y una alta resistencia a la difusión a través del recubrimiento. Como se muestra en la Figura 5, en la exposición al agua durante largos periodos de tiempo, el agua se difundirá lentamente hacia la capa polimérica 56 y desde allí, a través de la microcápsula 60 a la partícula de colorante 62 como se muestra en la Figura 6. La difusión del colorante fuera de la capa 56 se puede modelar usando las leyes básicas de transferencia de masa. Nótese que la velocidad a la que el colorante se difunde fuera de la cápsula se muestra en la Figura 6 como relacionada con R_{out} y R_{in} para una cápsula de colorante 60 que encapsula una partícula de colorante 62. Para modelar el proceso de difusión se usa comúnmente la primera ley de Fick'. En estado de equilibrio, la transferencia de masa de colorante desde la microcápsula se puede modelar usando la siguiente
ecuación:

\frac{dM}{dt} = 4TTDK\DeltaC \frac{RoRi}{(Ro-Ri)}

donde dM/dt es la tasa de transferencia del colorante con el tiempo, D es la difusividad del colorante en la capa polimérica, K es la solubilidad del colorante en la capa, C es la diferencia de concentración del colorante en la microcápsula frente a la cápsula exterior, Ro es el diámetro externo y Ri es el diámetro interno de la cápsula. Para una microcápsula que tiene 50 micras de diámetro, con un diámetro interno de 45 micras, y por tanto un espesor de pared de 5 micras, el tiempo para la difusión de la mitad del colorante a través de una película polimérica tal como nilón puede variar desde diez a cien horas, dependiendo de la solubilidad relativa del colorante en la matriz. Los tiempos de difusión se pueden adaptar usando diferentes polímeros o mezclas de polímeros, así como diferentes materiales. Modificando las técnicas, incluyendo el uso de una capa fina de recubrimiento superior secundario de polímero puro que no contiene partículas, se puede controlar la distribución de las micropartículas de tinta para evitar la liberación inmediata de tinta desde las micropartículas que pueden estar localizadas en la superficie de la pelota.

La formación de microcápsulas se puede realizar usando una serie de tecnologías. Estas tecnologías incluyen la coacervación polimérica / separación de fases usando la agitación de suspensiones coloidales de polímeros insolubles y el subsiguiente aislamiento de micropartículas en un medio no acuoso. Se pueden formar recubrimientos de poliamida y de algún poliéster y poliuretano utilizando la polimerización interfacial, utilizando estabilizantes para formar microemulsiones estabilizadas. Las técnicas de polimerización por suspensión de perlas, utilizando de nuevo un medio no disolvente no acuoso, se pueden usar para una serie de polímeros conseguidos a través de polimerización de radicales libres de polímeros de vinilo tales como los poliacrilatos o acetatos, o copolímeros. Puede ser necesario "esconder" el color del colorante en el microencapsulante si el recubrimiento polimérico es muy transparente. En este caso, se puede introducir la incorporación de un pigmento blanco en la pared del recubrimiento polimérico durante el proceso de encapsulación.

Una vez que las microcápsulas del colorante han sido preparadas con el tamaño y espesor de la película deseados, se pueden almacenar las partículas en un desecador y secar bajo vacío con desecante durante al menos 24 horas antes de la formulación con una película polimérica para formar una sobrecapa. El medio polimérico para la sobrecapa puede ser un material de recubrimiento brillante tradicional tal como un poliuretano o poliacrilato. Las limitaciones de difusión de agua a las partículas variarán con la elección del medio polimérico tanto para la sobrecapa como para la capa brillante. Los materiales preferidos pueden incluir poliuretanos, poli(metacrilato de metilo), poli(metacrilato de etilo), polibutadieno y diferentes polivinilos. Las partículas deben ser mezcladas en la película de la sobrecapa polimérica en condiciones secas con una humedad de 50% o más baja, a cargas de 1 a 30%. Las condiciones de dispersión pueden ser a temperaturas por debajo de la temperatura de flujo del recubrimiento polimérico de microesferas, o en una mezcla de polímero de la sobrecapa-disolvente con un disolvente que no puede disolver el recubrimiento polimérico de las microesferas. Las alternativas incluyen el uso de microesferas reticuladas, que no se pueden disolver ni fluir con calor, o el uso de un mónomero líquido reticulable o prepolímero. El sobrerrecubrimiento se puede realizar por inmersión o rociado sobre la pelota y se puede curar. Después se puede aplicar a la pelota un segundo recubrimiento brillante que no contiene partículas. El espesor del recubrimiento de la sobrecapa y del recubrimiento brillante debe ser aproximadamente el espesor de los recubrimientos brillantes tradicionales usados en las pelotas de golf convencionales.

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Ejemplo 1

En una configuración, la pelota de golf puede ser una pelota de golf de dos piezas que consiste en un núcleo gomoso enrollado y una cubierta espesa de ionómero Surlyn que contiene TIO_{2} polvo y azul como abrillantador. Después se puede aplicar un recubrimiento translúcido que contiene partículas de colorante. Este recubrimiento consistirá en un nilón soluble, poliéster, PET u otro recubrimiento de barrera mezclado con el 5% de material encapsulante del colorante. Si la forma encapsulada del colorante es coloreada, se puede añadir algo de TIO_{2} a esta capa para asegurar que se conserva la blancura. Finalmente, se añadirá un recubrimiento brillante final a la capa exterior. Las capas importantes para el cambio de color en la pelota son las dos capas más externas, que tendrán aproximadamente 100 micras, o 0,1 mm, de espesor.

Con un primer tipo de pelota de golf, el colorante usado es un colorante común soluble en agua, Nile Blue. Este colorante es un material cristalino a temperatura ambiente y está disponible como un polvo granular que contiene cristales que tienen un tamaño de 20 a 40 micras. Estos cristales sólidos son duros y no porosos y lo suficientemente pequeños para que cuando se dispersan en una matriz a bajas concentraciones, no se detecte ningún cambio de color. Las partículas individuales de colorante deben ser encapsuladas con un recubrimiento de gelatina usando la coacervación de la gelatina en un disolvente orgánico para evitar la solubilización en agua de las moléculas de colorante; los procedimientos para la coacervación son bien conocidos, y han sido usados en la encapsulación de fármacos y en las industrias de cosméticos y agrícolas durante muchos años. El colorante encapsulado se debe aislar entonces y añadir al 1% por concentración de masa a un recubrimiento polimérico brillante tal como un recubrimiento brillante de poliuretano o poliéster. La pelota de dos piezas recubierta por Surlyn puede ser recubierta por inmersión con la resina de la capa brillante que se puede secar entonces durante un proceso de separación del disolvente usando calor y/o flujo de aire; la sobrecapa debe tener aproximadamente 100-200 micras de espesor. Se puede añadir entonces una segunda capa de recubrimiento brillante tal como poliuretano usado un método de recubrimiento por rociado. Esta segunda capa debe ser añadida para proporcionar una barrera adicional a la humedad y para asegurar un recubrimiento brillante uniforme. El espesor del recubrimiento brillante debe ser de aproximadamente 100 micras.

La pelota resultante debe contener por tanto un colorante soluble en agua encapsulado en una barrera de película fina. La permeación de agua a través de una película polimérica de 100 micras de espesor tal como un poliuretano con una DK o difusividad por solubilidad de 60 m^{2}/s-Pa debe dar como resultado un tiempo de semi-difusión para el agua de aproximadamente 10 a 12 horas. El agua debe ser capaz entonces de acceder a las partículas de colorante en la segunda capa que contiene el encapsulante del colorante. El tiempo para la permeación de agua a través del gel encapsulante, asumiendo un radio interior de 40 micras y un radio exterior de 50 micras, para un típico encapsulante de gelatina, puede ser del orden de 5 a 6 horas, dando como resultado un cambio de color después de exposición al agua de 16 a 18 horas, o esencialmente durante la noche. El tiempo para la permeación se puede aumentar usando encapsulantes o recubrimientos brillantes de barrera con permeabilidades más bajas. Un sobrerrecubrimiento basado en nilón dará como resultado tiempos de semi-difusión aproximadamente 100 veces más largos y el cambio de color puede tener lugar entonces a lo largo de un periodo de 100 a 160 horas o de varios días.

Ejemplo 2

Un segundo tipo de pelotas de golf implica el uso de una partícula de colorante encapsulada en un polímero soluble en agua tal como poli(óxido de etileno) o poli(ácido acrílico), mediante la formación de una mezcla de partículas duras de colorante en un prepolímero fluido. El prepolímero puede ser, por ejemplo, una resina de poliacrilamida soluble agua con un iniciador activado por la temperatura y un agente reticulante de bisacrilamida. Se debe añadir la mezcla gota a gota a un disolvente orgánico incompatible tal como tolueno con un agente emulsionante tal como poli(alcohol vinílico) con agitación a alta velocidad. Las gotas emulsionadas se polimerizan cuando se calienta la emulsión, y las perlas resultantes contienen partículas de colorante. Este procedimiento se puede ajustar para producir perlas de colorante de diferentes tamaños. Para esta aplicación se deben producir perlas con un tamaño de 100 micras. Las perlas resultantes no deben estar coloreadas porque el proceso de formación de las perlas se realiza en ausencia de agua en condiciones controladas. Las perlas resultantes se aíslan después, y se añaden al 1% en peso a un recubrimiento brillante de poliuretano seguido por un segundo recubrimiento brillante de barrera. En este caso, la difusión del colorante debe depender únicamente del espesor del recubrimiento de barrera exterior. Una vez que el agua alcanza las partículas de colorante, las perlas de poliacrilamida se hincharán, y la difusión del colorante a través de las perlas de poliacrilamida será muy rápida, dando como resultado la liberación de un colorante muy fuerte en el sobrerrecubrimiento de la pelota de golf. Como se describe en la primera realización, la difusión a través de una capa brillante de barrera puede variar de 10 a 100 horas dependiendo del polímero elegido para el recubrimiento. Los polímeros de elección incluyen poliuretanos y nilón tal como nilón 6,6, nilón 6 y nilón 6,10.

Ejemplo 3

Con un tercer tipo de pelotas de golf, se usa un compuesto incoloro llamado un formador de color. Los formadores de color se convierten en colorantes fuertes cuando se exponen a un revelador. El revelador es una arcilla ligeramente ácida o resina que absorbe o disuelve el formador de color y da como resultado un colorante coloreado. Esta tecnología está extremadamente bien desarrollada y ha sido usada para industrias de impresión térmica, impresión electrocrómica, e industrias de impresión sensible a la presión (papel de copia sin carbón). Los colores alcanzados con estos colorantes incluyen sombras negras muy oscuras y azules que pueden ser fácilmente reconocibles frente a una pelota de golf blanca.

El revelador se puede mezclar en la resina brillante junto con las partículas encapsuladas que contienen el formador de color. La difusión en agua activará el revelador, y el agua y el revelador se difundirán en la micropartícula que contiene el formador de color. El colorante resultante será liberado entonces de la micropartícula. En este ejemplo, un formador de color común conocido como Crystal Violet Lactone, que va desde incoloro a azul en la presencia del revelador, es encapsulado en una microcápsula de nilón usando una polimerización interfacial.

En el proceso de polimerización, el formador de color, que es orgánico y no soluble en agua, está contenido en una fase orgánica con un cloruro de diácido que se pone entonces en contacto con una diamina en una solución acuosa que contiene una base débil. Las gotas emulsionadas resultantes se convierten en micropartículas para la industria del papel de copia sin carbón y el proceso está bien documentado. A menudo, se puede formular una resina brillante que contiene un revelador de color disponible comercialmente. Un revelador común es bisfenol A, que es barato y bastante fácil de procesar. Una segunda elección, que es un revelador más efectivo y por tanto requiere cantidades más pequeñas, pero es más caro, es el salicilato de cinc. Ambos compuestos se pueden añadir al encapsulante que contiene el recubrimiento interior en pequeñas cantidades - 1 a 5% en peso.

El proceso de difusión en agua implicará la solubilización del revelador soluble en agua. El agua actúa entonces como un vehículo del revelador y libera éste mediante difusión al formador del color en las micropartículas. El colorante se convierte entonces en un colorante soluble en agua coloreado, que se puede difundir fuera de la micropartícula para producir una pelota coloreada. Para este ejemplo, las tasas de difusión dependen del espesor de un segundo recubrimiento de barrera de poliuretano o nilón, que regula la velocidad con la que el agua alcanza las primeras micropartículas formadoras de color que se puede ajustar de nuevo de 10 a 100 horas. La intensidad o efectividad del sistema se puede mejorar poniendo el revelador en este recubrimiento exterior, mientras que el formador de color encapsulado permanece en el recubrimiento interior.

Todos los ejemplos anteriores incluyen la formación de un recubrimiento brillante de dos capas sobre la pelota de golf. La liberación resultante de colorante desde la capa interior dará como resultado la coloración del recubrimiento brillante y la cubierta subyacente de la pelota de golf. La técnica descrita se puede usar para la detección de absorción de agua en las pelotas de golf de dos o tres piezas.

Las etapas del procedimiento requeridas para la fabricación de pelotas de golf varían dependiendo del fabricante y de las propiedades finales deseadas para esta pelota. Esta técnica incluye la modificación de las etapas finales del proceso de acabado en la fabricación de la pelota de golf. La aplicación de la base, etiqueta y la capa brillante se pueden reemplazar por:

1. Aplicación de la base sobre la cubierta de la pelota de golf

2. Aplicación del logo o etiqueta de la Compañía

3. Recubrimiento por inmersión de la capa brillante con partículas encapsulantes sobre la pelota

4. Secado y separación del disolvente y/o curado del encapsulante que contiene la capa brillante

5. Recubrimiento por rociado de la segunda capa brillante

6. Secado o curado de la segunda capa brillante

Para secar la primera capa y asegurar un recubrimiento uniforme se puede usar centrifugado o flujo de aire. El espesor de la segunda capa debe ser realmente bien controlado para asegurar el periodo de tiempo apropiado antes de que se active el cambio de color.

Ha sido descrita por tanto una pelota de golf que contiene partículas de colorante que se activan por la presencia de agua, dando como resultado un marcador de cambio de color que efectivamente destruye el aspecto de la pelota, alertando al consumidor de las pelotas que han sido expuestas al agua durante periodos de tiempo excesivos, y el potencial para un mal comportamiento de la pelota.

Ejemplo 4

El texto anterior describe la incorporación de colorantes a un recubrimiento intermedio entre la capa brillante y la cubierta de la pelota de golf. Un método diferente puede incluir la incorporación de colorante a la propia cubierta de la pelota de golf. Con este tipo de pelota de golf, ilustrada en la Figura 7, se puede incorporar el colorante 60 en la cubierta ionomérica de la pelota, de una pelota de golf de dos piezas 62 como una partícula sólida o como un colorante encapsulado. Aquí la pelota tiene un núcleo 64 y una capa 66 que actúa como una cubierta. Los colorantes se usan cuando existen como partículas de colorante sólidas, cristalinas, que tienen 10 a 40 micras de diámetro. Si tales colorantes se pueden combinar con el ionómero a temperaturas por debajo del punto de fusión del colorante, las partículas de colorante permanecerán suspendidas en la matriz polimérica sin colorear adversamente a la pelota. Después de la absorción de agua en la cubierta ionomérica, el colorante debe empezar a disolverse inmediatamente, produciendo un aspecto coloreado, manchado, en la cubierta de la pelota. En este caso, el recubrimiento brillante 68 de la pelota de golf es la primera barrera para el agua, y cuando el agua permea el recubrimiento brillante y empieza a difundirse en la capa o cubierta 66 de la pelota, tiene lugar el cambio de color. Se puede usar un colorante encapsulado para obtener un mejor control del proceso de coloración. El encapsulante del colorante usado se debe elegir para resistir las condiciones de elaboración de la pelota con ionómero.

Como se muestra en la Figura 8, el colorante o tinta según el caso, se puede proporcionar en forma de pelets como se ilustra por los pelets 70 para facilitar la fabricación. Por ejemplo, el colorante puede estar compuesto de polibutadieno o una resina ionomérica respectivamente para el núcleo de una pelota de golf o para la envoltura/cubierta. El colorante está compuesto de tensioactivos u otros aditivos para producir pelets que se proporcionan entonces al fabricante de la pelota de golf para evitar la necesidad de manejar, en caso contrario, materiales volátiles. El uso de pelets asegura también la mezcla en proporciones correctas para la liberación fiable del colorante.

Los expertos en la técnica conocen el hecho de que hay diferentes tonos del color blanco. Mientras que algunas realizaciones incluyen un cambio apreciable en algún tono o color, otras realizaciones dan como resultado cambios aislados de la apariencia de la superficie de la pelota de golf, tales como marcas específicas sobre la pelota.

A lo largo de los años, las pelotas de golf han sido marcadas con una amplia variedad de compuestos marcadores. Lo más comúnmente, las marcas de las pelotas de golf, tales como la impresión del nombre y/o marca del fabricante, se realizan generalmente mediante un proceso de impresión con un tampón impregnado de tinta. En dos realizaciones de la presente invención, se usan tintas que se activan con el agua para efectuar un cambio en la apariencia de la pelota de golf de una de estas dos maneras: (i) una marca 80 que es transparente pero aparece después de la exposición al agua como se muestra en la Figura 10, o (ii) una marca 82 que es apreciable pero desaparece por exposición al agua, como se muestra en la Figura 9. Una tinta adecuada que se activa por el agua que es inicialmente transparente y después aparece cuando se sumerge en el agua está disponible de United Bio Technology, Inc. de Akron, Ohio bajo la marca de fábrica AquaClear. Una tinta adecuada que es apreciable sobre la pelota pero que desaparece después de inmersión se vende bajo la marca de fábrica Aqua-Destruct por Sun Chemical de Cincinnati, Ohio. Dichas tintas se pueden combinar con resinas con el fin de establecer una degradación o liberación controlada precisa de los componentes que da como resultado cambios visuales en la apariencia. Adicionalmente, los colores se pueden adaptar para cumplir las preferencias de fabricación.

En otras realizaciones, se puede usar la química de oxidación-reducción para generar reacciones que implican un cambio en el estado de oxidación de átomos o iones que resulta de la "pérdida" o "ganancia" (o transferencia parcial) de electrones, y como resultado se puede componer una tinta o un material tipo colorante que desaparece después de ser sumergido en el agua durante un periodo de tiempo. La transferencia de electrones entre los átomos de estos elementos produce cambios drásticos en los elementos implicados. Debido a la formación de compuestos iónicos, los cambios que tienen lugar en el estado de oxidación de ciertos elementos se pueden predecir rápida y exactamente mediante el uso de simples directrices. El resultado de una reacción de combinación también se puede invertir; en otras palabras, un compuesto se puede descomponer en los componentes a partir de los cuales se ha formado. Este tipo de reacción se llama una reacción de descomposición. Varias estructuras químicas conocidas son susceptibles de oxidación y reducción por el agua. Utilizando estas estructuras dentro de la composición de una tinta, se puede manipular la apariencia de la tinta después de la exposición al agua. El efecto neto de estas reacciones es que la tinta se hace transparente o desaparece cuando los átomos de la combinación se convierten a sus estados originales oxidados y reducidos.

Habiendo descrito ahora dos realizaciones de la presente invención, y algunas modificaciones y variaciones de las mismas, debe quedar claro para los expertos en la técnica que lo mencionado anteriormente es meramente ilustrativo y no limitante, habiendo sido presentado solamente a modo de ejemplo. Numerosas modificaciones y otras realizaciones están al alcance de un experto normal en la técnica y se contemplan dentro del alcance de la invención, que está limitada solamente por las reivindicaciones adjuntas y equivalentes de las mismas.

Claims (5)

1. Una pelota de golf (10, 30, 62), que comprende una o más capas de construcción, caracterizada por impresiones (80, 82) sobre dicha pelota de golf hechas con una tinta que se activa por el agua que cambia la apariencia tras la exposición al agua.

2. La pelota de golf (10, 30, 62) de la reivindicación 1, en la que dicha tinta que se activa por el agua es una tinta transparente que aparece después de la exposición al agua, preferiblemente después de inmersión en agua.

3. La pelota de golf (10, 30, 62) de la reivindicación 1, en la que dicha tinta que se activa por el agua es una tinta evanescente que desaparece después de la exposición al agua, preferiblemente después de inmersión en agua.

4. La pelota de golf (10, 30, 62) de la reivindicación 1, en la que dicha pelota de golf (10, 30, 62) comprende materiales (12, 14, 16, 18, 32, 34, 36, 38, 64, 66, 68) que proporcionan a dicha pelota de golf características predeterminadas de juego, incluyendo peso, tamaño, simetría esférica, distancia global, velocidad inicial, y otras características de vuelo que conforman las características estándar de la pelota de golf, en la que dicha tinta que se activa por el agua de dichas impresiones (80, 82) cambia la apariencia para indicar que las características de comportamiento de dicha pelota han sido alteradas, con lo que pelotas de golf, de otra manera aptas para jugar, se pueden identificar como pelotas que tienen alteradas las características de comportamiento debido a la exposición al agua, preferiblemente debido a la inmersión en agua.

5. La pelota de golf (10, 30, 62) de la reivindicación 1, en la que dicha pelota de golf (10, 30, 62) es una pelota de golf que indica la inmersión en agua que cambia la apariencia después de la exposición al agua, preferiblemente después de inmersión en agua, para indicar que las características, de otra manera invisibles, de dicha pelota de golf han sido alteradas, debido a dicha exposición al agua, que comprende:

materiales que proporcionan a dicha pelota de golf características predeterminadas de juego, incluyendo peso, tamaño, simetría esférica, distancia global, velocidad inicial, y otras características de vuelo que conforman las características estándar de la pelota de golf,

en la que dicha tinta de dichas impresiones (80, 82), que se activa por el agua, cambia la apariencia para indicar que las características de comportamiento de dicha pelota (10, 30, 62) han sido alteradas debido a dicha exposición al agua, preferiblemente debido a dicha inmersión en agua, con lo que pelotas de golf, de otra manera aptas para jugar, recuperadas de hazards de agua, se pueden identificar como pelotas que tienen alteradas las características de comportamiento debido a la exposición al agua, preferiblemente debido a la inmersión en agua.