KR100548733B1 - 골프공용 러버 콤파운드 및 골프공 - Google Patents

Abstract

콤팩트한 골프게임에서 사용되기에 특히 적합한 골프공이 개시된다. 이 골프공은 탄성 러버의 내부 코어와 SURLYN으로 만들어지는 외측 커버를 구비한다. 러버는 카본 블랙의 정의된 양을 포함하는 할로부틸 폴리머이다. 상기 공은 전통적인 골프공과 비교할 때, 축소된 크기의 골프 코스들에서 사용하기에 적합하게 하는 벽으로부터 감소된 리바운드를 제공한다.

Description

골프공용 러버 콤파운드 및 골프공{RUBBER COMPOUND FOR GOLF BALL AND GOLF BALL}

본 발명은 골프공을 만드는데 사용하기에 적합한 러버 제형(rubber formulation) 및 러버 콤파운드(compound)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그 러버 콤파운드로 만들어진 내부 코어를 가진 골프공으로 확장한다.

본 발명은 특히 콤팩트한 실내 골프게임을 하는데 사용하기 위한 골프공에 관한 것이지만 이에 한정되는 것이 아니며, 편의상 실 적용례를 참조하여 이 골프공을 기술하고자 한다. 그러나, 본원은 실내 골프게임에서의 사용에 제한되는 것은 아니고, 실제로 그 러버 콤파운드와 공은 실외 골프에서 사용되는 것을 포함한 다른 많은 응용들에서 사용될 수 있다는 것을 분명히 이해해야만 한다.

골프게임은 매우 대중적인 게임이고, 그 인기는 계속해서 증가하고 있다. 이것은 골프게임을 하기 위한 설비들에 대한 강력한 요구를 의미했던 것이다. 그러나, 표준 골프코스들에 의해 차지되는 토지의 면적은 상당하며, 따라서 여러 주위환경과 위치에 있어서 완전한 길이의 18번 홀의 골프코스를 만드는 것은 어려울 수 있다. 또한, 만일 골프코스들이 도시들의 외곽에, 그리고 시골에 만들어진다면, 장래의 골프 플레이어들이 게임을 위해 그 코스에 간다는 것은 어렵고 시간을 소비하 는 일일 수 있다. 또한, 세계의 많은 나라에 있어서 기후조건에 의해 일년의 여러 달 동안 정상적인 실외 코스들에서 골프를 하지 못하게 된다.

따라서, 스포츠 시설을 위해 거의 공간을 요하지 않고 인구가 밀집된 지역에 위치될 수 있는 실내 골프게임에 대한 커다란 요구가 잠재적으로 있는 것이다. 축소된 크기의 실외 코스에서 하는 콤팩트한 골프게임에 대한 요구도 또한 있을 수 있다.

본 출원인은 이미 국제 특허출원 번호 PCT/AU90/00398에서 개시된 콤팩트한 골프게임을 개발하였다. 본 명세서의 전체적인 내용은 상호 참조에 의해 본 서류에 명백하게 병합되어 있다. 그 게임은 티(tee) 지역과 리바운드(rebound) 벽 사이에 위치한 그린 지역으로 리바운드되는 리바운드 벽에 대하여 공을 티 지역에서 치는 것을 포함한다. 공의 리바운드되는 거리는 예컨대, 골프공의 속도와 궤도와 같은, 벽에 대한 공의 임팩트 특성들의 함수이다. 그 벽은 강체이며, 골프공은 그것이 벽을 때릴 때 운동에너지를 잃도록 특별하게 설계된 공이다. 이것은 표준 골프공에 관한 한 그 볼이 리바운드 되지 않아서 실내에서 게임을 하는데 적합하게 하는 효과를 가진다.

그 게임이 지속적인 호응을 얻기 위해, 그리고 대단한 골프게임의 도전을 재생산하기 위해, 어떤 골프 샷의 결과가 플레이어의 기술과 골프 샷의 질을 반영하는 것은 분명히 매우 중요하다. 표준 골프공의 외관과 느낌을 갖고, 골프클럽으로 칠 때 표준 골프공과 동일한 느낌을 유발하는 것도 또한 바람직하다.

이전에, 본 출원인은 표준 골프공과 같이 딱딱한, 그러나 상당한 변형이 가 능한 하드 코팅에 의해 둘러싸여진, 스쿼시 볼과 같이 탄력있고 속이 빈 내측 공을 가진 공을 사용하였다.

그러나, 이 공은 특히 따뜻한 조건에서 너무 뜨거워지고, 이렇게 되면 공은 벽으로부터 너무 많이 바운드되는 경향이 있다. 이것은 평범한 골프 샷을 좋은 결과로 바꾸는 잠재성을 가지며, 따라서 게임의 질을 떨어뜨린다. 또한, 보통의 골프공에서 발생하는 클럽상에서의 골프공의 빳빳한 느낌은 본 출원인의 볼에서는 시간이 지남에 따라 감소한다.

따라서, 현재의 볼의 단점들을 극복하는 볼을 발견한다면 유리할 것이다. 본 출원인은 그 요구조건들을 충족시키지만 성공적이지 못했던 볼을 광범위하게 조사하였다. 또한, 본 출원인은 골프공을 만드는 것에 대한 골프공 제작자의 견해에 접해 보았지만 성공적이지 않았다. 따라서, 새로운 공의 개발을 가이드하고 얻기 위한 주도권을 취해야 했다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 기본적으로 할로-부틸 러버 폴리머를 포함하는 러버 콤퍼넌트(component); 그리고 상기 러버 콤퍼넌트의 무게에 대해 80%와 100% 사이의 양으로 된 카본 블랙을 구비한 러버 콤파운드가 제공된다.

할로-부틸 폴리머는 특히 5℃ 내지 40℃의 온도에서 낮은 리바운드 계수 또는 탄성을 가지기 때문에 적합한 것으로 밝혀졌다. 이것은 본 출원인의 게임을 위해 생산된 골프공들의 필요한 특성인데, 왜냐하면 그 게임은 콤팩트한 공간에서 실행되며, 리바운드 거리는 표준 골프공에서보다 상당히 낮아야 하기 때문이다. 즉, 임팩트 동안 상당한 에너지가 골프공으로부터 흡수되어야 한다.

바람직하게, 할로-부틸(halo-butyl) 폴리머는 클로로(chloro)-부틸 또는 브로모(bromo)-부틸 폴리머이다.
바람직하게, 필러는 N220 카본 블랙 또는 N339 카본 블랙이다.

카본 블랙은 강화 필러이며, 부가하여 러버 콤파운드의 경도, 탄성, 그리고 다른 물리적 특성을 변경하는 효과를 갖는다.

바람직하게, 카본 블랙은 전체 러버 콤파운드의 무게에 대해 83 내지 87%, 또는 무게에 대해 85 내지 95%, 더욱 바람직하게는 무게에 대해 88 내지 92%, 예컨대 무게에 대해 약 90%를 구성한다.

그 러버 콤파운드는 예컨대, 바리트(barytes) 그리고/또는 카오린(kaolin)과 같은 적어도 하나 이상의 필러를 포함할 수도 있다.

본 발명의 또다른 양태에 따르면, 탄성 러버 콤파운드를 성형하기 위한 러버 제형이 제공되는데, 이 제형은,

기본적으로 할로-부틸 러버 폴리머를 포함하는 러버 콤파운드;

상기 러버 콤파운드의 무게에 대해 80%와 100% 사이의 양으로 된 카본 블랙; 그리고

상기 카본 블랙을 상기 러버 콤파운드 안에서 균질적으로 분포시키기 위한 균질화 수단을 포함한다.

상기 할로-부틸 러버 폴리머는 본 발명의 제1 양태와 관련하여 상기에서 언급된 바람직한 특성들의 어느 하나 또는 그 이상을 포함할 수도 있다. 유사하게, 상기 카본 블랙은 본 발명의 제1 양태와 관련하여 상기에서 언급된 바람직한 특성들의 어느 하나 또는 그 이상을 가질 수도 있다.

예컨대, 할로-부틸 러버 폴리머는 클로로-부틸 또는 브로모-부틸 폴리머일 수 있으며, 필러는 N220 또는 N339와 같은 카본 블랙일 수 있다.

전형적으로, 상기 제형은 러버를 성형하기 위해 그 과정 중에 러버 제형을 경화시키기 위한 경화제들을 더 포함한다. 이 경화제들은 산화 아연 그리고/또는 2황화물과 같은 유황 콤파운드, 즉 테트라메틸티우람디설파이드 (tetramethylthiuramdisulphide) 그리고 2-디티오비스벤조티아졸 (dithiobisbenzothiazole)과 같은 촉매들을 포함할 수도 있다.

경화제들은 유황 브릿지들에 의해 폴리머 사슬들의 가교를 촉진한다.

균질화 수단은 모든 콤퍼넌트들을 폴리머 내에서 혼합시키는 것을 촉진하는 STRUTKOL 40MS를 또한 포함할 수도 있다.

그 제형은 예컨대, 지방산들과 스테아린 산(stearic acid)의 혼합물과 같은 그 제형의 혼합 및 몰딩(moulding)을 촉진시키기 위한 수단을 포함할 수도 있다. 더욱, 상기 혼합 및 몰딩 수단은 파라피닉(paraffinic) 또는 나프테닉(naphthenic) 오일, 즉 PROPAR를 포함할 수도 있다. 그 오일들은 제형을 혼합하는 것을 돕는다.

그 제형은 또한 혼합하는 것을 돕는 마이크로-크리스탈린 왁스(micro-crystalline wax)를 포함할 수 있다.

본 발명의 또다른 양태에 따르면, 골프공을 위한 몰드된 탄성 내부 코어가 제공되는데, 그 코어는 기본적으로 할로-부틸 러버 폴리머를 포함하는 러버 콤퍼넌트와 카본 블랙으로 된 필러를 포함하는 러버 콤파운드를 포함한다.

상기 카본 블랙은 상기 러버 콤퍼넌트의 무게에 대해 80%와 100% 사이의 양으로 존재할 수 있다.

상기 할로-부틸 폴리머와 필러는 본 발명의 제1 양태에 관련하여 상기에 언급된 바와 같은 바람직한 특징의 어느 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 또다른 양태에 따르면,

할로-부틸 폴리머와 카본 블랙으로 된 필러를 포함하는 러버 콤파운드로 만들어진 몰드된 탄성 내부 코어와, 상기 내부 코어를 둘러싸는 폴리머 커버(polymeric cover)를 포함하는 골프공이 제공된다.

상기 내부 코어의 폴리머와 필러는 본 발명의 제1 양태에 관련하여 상기에 언급된 바와 같은 바람직한 특징들의 어느 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.

상기 커버는 전형적으로 딤플(dimple)되어 있으며, 종래의 골프공의 커버와 비교할 수 있는 두께와 다른 특성들을 가진다. 그 골프공은 종래의 골프공과 유사한 크기를 가지며, 종래 골프공의 것을 닮은 외관을 가진다.

한 바람직한 형태에 있어서, 상기 코어의 폴리머는 클로로-부틸 또는 브로모-부틸 폴리머이며, 필러는 예컨대, N220 또는 N339와 같은 카본 블랙이다.

바람직하게, 상기 커버는 예컨대, SURLYN와 같은 이오노메릭(ionomeric) 폴리머 콤파운드이다.

본 발명의 또다른 양태에 따르면, 골프공을 만들기 위한 과정이 제공되는데, 그 과정,

부틸 폴리머와 그 폴리머의 탄성을 변경하기 위한 적어도 하나의 필러를 포함하는 고무 제형을 마련하는 단계;

상기 폴리머를 통하여 상기 필러를 균질적으로 분포시키기 위해 상기 제형을 혼합하는 단계;

시트(sheet)를 형성하기 위해 상기 제형을 오픈 밀 믹서(open mill mixer)를 통과시키는 단계; 그리고

압출된 아티클(article)을 형성하기 위해 상기 러버를 압출 다이를 통하여 압출하는 단계;를 포함한다.

전형적으로, 상기 제형의 성분들은 고형이거나 또는 분말로 되며 유동가능하다.

전형적으로, 상기 방법은 상기 카본 필러를 부틸 폴리머 사이에서 균질적으로 분산시키도록 상기 혼합 단계에서 제형에 균질화 수단을 부가하는 단계를 포함한다.

전형적으로, 상기 혼합 단계는 제형을 예컨대, 내부 믹서에서 혼합하고, 그것을 오픈 밀 믹서에 넣고, 마스터 배치(master batch)를 형성하기 위해 그것을 시트로 분리하는 단계를 포함한다.

전형적으로, 상기 혼합단계는 그 마스터 배치를 오픈 필 믹서로 보내고, 그것을 완전히 혼합하고, 그리고 나서 압출 단계에서 사용되는 최종의 혼합물로 시트(sheet)화하는 단계를 더 포함한다.

전형적으로, 상기 촉매들은 마스터 배치가 오픈 밀 믹서로 보내질 때 첨가된다.

전형적으로, 마스터 배치는 오픈 밀로 보내지기 전에, 예컨대, 냉각 터널 그 리고/또는 딥 솔루션(dip solution)에서 냉각된다.

바람직하게, 그 방법은 또한 압출 단계 후에, 골프공의 내부 코어를 형성하기 위한 블랭크(blank)를 압출된 아티클로부터 절단하는 단계를 포함하며, 그리고 몰드(mould)에 상기 블랭크를 놓고, 상기 코어를 성형하기 위해 140℃보다 더 높은 온도까지 그것을 가열하는 그 이상의 단계를 포함한다. 바람직하게, 상기 내부 코어는 155℃보다 더 높은 온도, 예컨대 160℃에서 성형된다.

바람직하게, 상기 방법은 골프공의 커버를 예컨대, 사출 성형(injection moulding)에 의해 형성하기 위해 이오노메릭 폴리머의 커버를 상기 내부 코어에 몰딩하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 러버 콤파운드와 골프공은 그 자체로 다양한 형태로 발현될 수 있다. 이하에서는 편의상 본 발명의 두 가지의 실예들을 상세하게 기술하고자 한다. 그러나, 이러한 서술의 구체적인 본질은 선행된 서술의 일반성을 무효화시키는 것이 아니라는 것을 분명히 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 여러 제형(formulation)들이 본 발명에 따른 러버 콤파운드들을 만들기 위해 혼합되고 경화되어 졌다. 내부 코어들에서 성형되었던 몇몇 실예 제형들이 아래에서 기술된다.

실예 1

실예 1에서 사용된 제형의 성분은 아래의 표에 나타나 있다.

성분	폴리머의 백중량부당(PHR)
클로로부틸 1066(부틸 폴리머)	100.00
스테아린 산	1.000
마이크로왁스(마이크로-크리스탈린 왁스)	3.000
MAGLITE DE(processing aids)	0.510
STRUTKOL 40MS	3.000
N339 C/B(카본 블랙)	90.000
바리트(BARYTES)	30.000
PROPAR 100 오일(파라피닉/나프테닉 오일)	10.000
STRUTKOL WB 222(지방산들의 혼합물)	3.000
산화 아연	3.000
T.M.T.D.S.(테트라메틸티우람 디설파이드)	1.000
M.B.T.S.(2,2 디티오비스벤조티아졸)	2.000
합계	246.510

용어 '백중량부당'은 폴리머의 무게의 퍼센티지에서의 다른 성분들의 무게를 정의한 것이다. 출원인은 이러한 측정이 당업자에게는 잘 알려져 있으며, 더이상 상세히 기술할 필요가 없다는 것을 밝힌다.

경화제들과 지방산들의 혼합물을 제외한 제형이 내부 믹서에서 혼합된다. 그 프로세싱 에이드(processing aid)들은 클로로부틸 폴리머 안에서 카본 블랙을 균질적으로 혼합하는 것을 돕는다. 그 성분들은 천연적으로 액체인 오일을 제외하고는 대부분 유동가능한 고형의 형태에 있다.

그리고 그 러버 제형은 내부 믹서로부터 오픈 밀 믹서로 부어진다. 그리고 나서, 부드럽고, 유연한/성형가능한 러버는 마스터 배치를 구성하는 시트(sheet)를 형성하기 위해 오픈 밀 믹서의 두 개의 롤러 사이에서 통과된다. 혼합 과정은 발열적인 것으로, 이 과정의 결과, 그 러버는 100℃ 이상으로 뜨거워진다.

다음으로, 마스터 배치는 24시간 동안 냉각되도록 허용되며, 그 이후에 오픈 밀 믹서로 보내져서 그 혼합물은 따뜻하게 된다. 또한, 촉매들이 그 혼합물에 첨가 되어 완전히 혼합된다. 그리고 나서 그 혼합물은 롤러들을 통과하여서, 최종 혼합물은 시트(sheet) 형태로 얇게 잘려지며, 트레이에서 냉각되도록 한다.

이후, 그 러버는 대략 30mm 직경의 강체 실린더형상의 로드(rod)들 안에서 압출된다. 이 때, 그 혼합 온도에서 경화 과정이 느리게 진행되기 때문에, 러버는 아직 경화되어 있지 않다. 그리고 나서, 이 로드들은 소요의 간격을 이루는 횡 슬라이스(slice)들에 의해 블랭크들로 잘려진다. 그리고 그 블랭크들은 골프공의 코어를 몰딩하기 위해 몰드(mould)에 놓여진다.

블랭크들은 몰드에 수용될 때 약간의 압축 압력이 있도록 몰드보다도 약간 더 크게 잘려진다. 초과 재료는 몰딩 과정 중에 몰드에서 짜내진다. 그리고 러버는 3 내지 7분의 시간동안 열경화(thermosetting) 과정에서 약 160℃의 온도까지 가열됨으로써 그 몰드에서 성형된다. 이 기간 중에 경화, 즉 가교(cross linking)가 일어난다.

그리고 나서, 내부 코어는 그 몰드로부터 분리된다. 그 후에, SURLYN 커버는 딤플된 외면을 가진 완성된 골프공 생산물을 생산하기 위해 그 내부 코어에 적용될 수 있다. 이것은 사출 성형 과정에 의해 수행된다.

실예 2

실예 2에서 사용된 제형은 아래의 표에 나타나 있다.

성분	폴리머의 백중량부당(PHR)
X2 브로모부틸	100.000
스테아린 산	1.000
마이크로왁스(마이크로-크리스탈린 왁스)	3.000
MAGLITE DE(processing aids)	0.510
STRUTKOL 40MS	3.000
N339 C/B(카본 블랙)	90.000
카오린 HR1	50.000
PROPAR 100 오일(파라피닉/나프테닉 오일)	10.000
STRUTKOL WB222(지방산들의 혼합물)	3.000
산화 아연	3.000
T.M.T.D.S.(테트라메틸티우람 디설파이드)	1.000
M.B.T.S.)2,2 디티오비스벤조티아졸)	2.000
합계	266.510

상기 제형은 골프공을 위한 코어를 생산하기 위해 실예 1에서와 같이 사용되었다. 실예 1과 2에서 제형과 함께 생산된 볼들은 본 출원인의 실내 골프게임에서 테스트되었다.

또한, 실예의 제형들은 N220 카본 블랙과 함께 만들어졌으며, 더 좋은 결과를 낳는다는 것이 밝혀졌다. 이들 이상의 몇몇 실예들은 카오린(kaolin)과 바리트 (barytes)를 생략하였지만, 그 이외에는 실예 1과 2와 유사한 성분으로 이루어졌다.

본 실예들에 관련하여 상기에 언급된 골프공은 벽에 부딪힐 때 매우 높은 에너지 손실을 겪으며, 결과적으로 리바운드 거리는 감소된다. 이것은 사용된 특정의 할로 부틸 폴리머/카본 블랙 혼합물에 기인한다. 대조적으로, 보통의 골프공은 그것이 벽에서 리바운드될 때 실제로 적은 에너지 손실을 겪는다.

상기에 언급된 공의 잇점은 그 공이 변화하는 온도 조건들에 대해서 리바운드 벽으로부터 재현가능한 리바운드 특성들을 낳는다는 것이다. 또한, 게임이 15분 또는 20분 동안 실행된 후에 상당한 리바운드의 증가가 없도록 공의 리바운드 특성들은 게임이 실행됨에 따라 변경되지 않는다.

상기의 내용은 오직 본 발명의 예시적인 실예에 의해 주어졌으며, 당업자에게는 분명한 것처럼, 그것에 대한 모든 변경과 변화는 여기에서 개시된 바와 같은 본 발명의 폭넓은 영역과 범위 안에 놓여지는 것으로 간주된다는 것이 확실히 이해될 것이다.

Claims (32)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 할로-부틸 러버 폴리머와 카본 블랙 필러를 포함하는 러버 콤파운드로 만들어지는 몰드된 탄성 내부 코어; 및

    상기 내부 코어를 둘러싸는 폴리머 커버(polymeric cover);를 포함하고,

    상기 카본 블랙 필러는 상기 전체의 러버 콤퍼넌트의 무게에 대해 80% 내지 100%의 양으로 존재하는 골프공.
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 제 17 항에 있어서,

    상기 커버는 딤플(dimple)되고, 이오노메릭(ionomeric) 폴리머 콤파운드로 만들어지는 것을 특징으로 하는 골프공.
22. 제 17 항에 있어서,

    상기 카본 블랙은 상기 전체의 러버 콤퍼넌트의 무게에 대해 85% 내지 95%를 구성하는 것을 특징으로 하는 골프공.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 카본 블랙은 상기 전체의 러버 콤퍼넌트의 무게에 대해 88% 내지 92%를 구성하는 것을 특징으로 하는 골프공.
24. 제 17 항에 있어서,

    상기 할로-부틸 러버 폴리머는 클로로부틸 러버 폴리머 또는 브로모부틸 러버 폴리머인 것을 특징으로 하는 골프공.
25. 제 17 항에 있어서,

    상기 러버 콤파운드는 황 화합물 및/또는 산화 아연에 의해 경화된 것임을 특징으로 하는 골프공.
26. 제 25 항에 있어서,

    상기 황 화합물은 2황화물인 것을 특징으로 하는 골프공.
27. 제 26 항에 있어서,

    상기 2황화물은 테트라메틸디우람디설파이드, 2-디티오비스벤조티아졸, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로 부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 골프공.
28. 제 17 항에 있어서,

    상기 러버 콤파운드는 지방산들의 혼합물을 더 포함하고,

    상기 지방산의 적어도 하나는 스테아린 산(stearic acid)인 것을 특징으로 하는 골프공.
29. 제 17 항에 있어서,

    상기 러버 콤파운드는 파라피닉(paraffinic) 및/또는 나프테닉 오일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골프공.
30. 제 17 항에 있어서,

    상기 러버 콤파운드는 바리트(barytes) 및/또는 카오린(kaolin) 및/또는 마이크로-크리스탈린 왁스(micro-crystalline wax)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골프공.
31. 제 17 항에 있어서,

    상기 러버 콤파운드는 지방산들의 혼합물, 스테아린 산, 파라피닉, 나프테닉 오일, 바리트, 카오린 및 마이크로-크리스탈린 왁스로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골프공.
32. 할로-부틸 러버 폴리머와 카본 블랙 필러를 포함하는 러버 콤파운드로 만들어지는 몰드된 탄성 내부 코어; 및

    상기 내부 코어를 둘러싸는 폴리머 커버(polymeric cover);를 포함하고,

    상기 러버 콤파운드는 황 화합물에 의해 경화된 골프공.