KR101632163B1

KR101632163B1 - 열가소성 다층 골프공

Info

Publication number: KR101632163B1
Application number: KR1020157035497A
Authority: KR
Inventors: 첸-타이 리우; 치엔-신 초우
Original assignee: 나이키 이노베이트 씨.브이.
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2016-06-20
Also published as: JP2016526935A; US20160089578A1; US9446289B2; WO2014193814A1; KR20160003300A; CN105246557A; US20140357421A1

Abstract

열가소성 다층 골프공은 두께가 약 1∼6 mm이고 직경 약 12∼24 mm의 내부 공간을 한정하는 쉘을 갖는 코어 센터, 두께가 약 5 mm 이상이고 코어 센터로부터 외측에 있는 코어 층, 및 커버를 갖는다. 쉘은 약 15,000 psi 미만의 제1 굴곡 탄성율을 갖는 제1 열가소성 물질을 포함한다. 코어 층은 제1 굴곡 탄성율보다 큰, 약 15,000 psi 이하의 제2 굴곡 탄성율을 갖는 제2 열가소성 물질 및 약 1.5 이상의 비중을 포함한다. 커버는 제1 구체예에서 약 5,000 psi 이하이고 제1 굴곡 탄성율 미만이며 제2 구체예에서 약 40,000 psi 이상인 제3 굴곡 탄성율을 갖는 제3 열가소성 물질을 포함한다.

Description

열가소성 다층 골프공{THERMOPLASTIC MULTI-LAYER GOLF BALL}

본 출원은 미국 가출원 61/829,283(2013년 5월 31일 출원)을 우선권으로 주장하며, 이의 전문은 본원에 참고 인용된다.

본 발명의 분야

본 발명은 중공 코어를 가진 다층 골프공에 관한 것이다.

본 섹션에서는 종래 기술은 아니지만 본 발명의 이해에 도움이 되는 정보를 제공한다.

골프공 코어 및 커버 층은, 예를 들어 폴리부타디엔 고무, 폴리우레탄, 폴리아미드, 이오노머, 및 상기 중합체의 블렌드를 포함한 중합체 조성물로 통상 구성된다. 이오노머, 특히 에틸렌계 이오노머가 이의 인성, 내구력, 및 광범위한 범위의 경도가(hardness value)로 인해 골프공 층에 바람직한 중합체 군이다.

고도로 중화된 산 중합체를 포함하는 골프공 조성물이 공지되어 있다. 예를 들면, 전체 내용이 본원에 참고 인용되는 미국 특허 번호 7,375,151에는 (a) 용융-공정가능한, 에틸렌 산 공중합체; (b) 지방족, 일작용성 유기산 또는 이의 염; (c) 열가소성 수지; (d) 양이온 공급원; 및 (e) 경우에 따라, 충전제를 포함하는 고탄성 열가소성 이오노머 수지 조성물이 개시된다. 이오노머 수지는 존재하는 모든 산 기의 90% 초과가 중화되어 용융-공정가능하게 될 수 있다. 본 특허는 원피스, 투피스, 쓰리피스, 및 다층상 골프공에 고탄성 열가소성 조성물을 사용하는 것을 개시한다.

모든 층이 열가소성인 열가소성 공의 구성은 성능 특성을 제공해야 한다. 골프공에서 고도로 중화된 산 중합체의 각종 용도가 발견되었지만, 바람직한 스핀, 필(feel), COR, 또는 기타 특성을 갖는 특정 골프공 구성을 고안하기 위해 고도로 중화된 산 중합체 또는 다른 열가소성 중합체를 사용한 골프공 물질을 향상시킬 필요가 있다.

본 섹션에서는 일반적인 개시내용의 요약을 제공하고 이의 전체 범위 또는 모든 개시된 특징부를 포함하지는 않는다.

두께가 약 1 mm∼약 6 mm이고 직경 약 12 mm∼약 24 mm의 내부 공간을 한정하는 쉘을 갖는 코어 센터, 코어 센터로부터 외측에 있고 두께가 약 5 mm 이상인 코어 층, 및 코어 층으로부터 외측에 있고 골프공의 구조상 최외층을 형성하는 커버를 포함하는 열가소성 다층 골프공이 개시된다. 쉘은 약 15,000 psi 미만의 제1 굴곡 탄성율(flexural modulus)을 갖는 제1 열가소성 물질을 포함한다. 코어 층은 제1 굴곡 탄성율보다 큰, 약 15,000 psi 이하의 제2 굴곡 탄성율을 갖는 제2 열가소성 물질 및 약 1.5 이상의 비중을 포함한다. 커버는 제3 열가소성 물질을 포함한다. 제1 구체예에서, 제3 열가소성 물질은 약 5,000 psi 이하의 제3 굴곡 탄성율을 갖고 제1 굴곡 탄성율은 제3 굴곡 탄성율보다 크다. 제2 구체예에서, 제3 열가소성 물질은 약 40,000 psi 이상의 제3 굴곡 탄성율을 갖는다. 개시된 열가소성 다층 골프공은 작은 중공 코어를 갖는다.

상기 공은 바람직하게는 완전한 열가소성이며 열경화성 고무 층을 갖지 않는다. 공은 코어 센터와 코어 층 사이에, 코어 층과 커버 사이에, 또는 둘다일 수 있는 곳에 하나 이상의 추가 층을 가질 수 있다.

특정 구체예에서, 제1 열가소성 물질 및 제2 열가소성 물질 중 하나 또는 둘다는 이오노머 수지를 포함한다. 이오노머 수지는 단량체 유기산 또는 이의 염을 포함할 수 있으며 이오노머 수지는 약 40% 이상, 바람직하게는 약 90% 이상 내지 약 100% 중화된다. 열가소성 물질은 폴리올레핀 엘라스토머를 추가로 포함할 수 있다.

제3 열가소성 물질이 약 5,000 psi 이하의 제3 굴곡 탄성율을 갖는 경우, 제3 열가소성 물질은 폴리우레탄, 바람직하게는 폴리우레탄 엘라스토머를 포함할 수 있다.

제3 열가소성 물질이 약 40,000 psi 이상의 제3 굴곡 탄성율을 갖는 경우, 제3 열가소성 물질은 이오노머 수지, 바람직하게는 고산도 이오노머를 포함할 수 있다.

골프공은 최내 코어 부분으로서 코어 센터 및 상기 센터를 둘러싸고 센터로부터 외측에 하나 이상의 "코어 층"을 포함하는 다층 코어를 갖는다. 본 발명의 "코어 층"은 골프공의 센터와 2개의 최외층 사이에 놓이는 골프공 층이다. 본 발명을 기술함에 있어서, "커버"는 공의 구조상 골프공 최외층이거나, 또는 2개의 커버 층의 경우, 각 "커버 층"은 2개의 구조상 골프공 최외층 중 하나이다. 코팅 층(페인트 층 또는 투명 코팅 층)은 구조상 층으로 간주되지 않는다.

굴곡 탄성율은 ASTM D790에 따라 측정된다. 비중은 ASTM D792에 따라 측정된다. "압축 변형"은 130 kg의 압축 하중 하에서의 변형량 마이너스 10 kg의 압축 하중 하에서의 변형량이다. 10 kg의 힘에서 공의 변형량을 측정한 후, 힘을 130 kg으로 증가시키고 130 kg의 새로운 힘에서의 변형량을 측정한다. 130 kg에서의 변형량에서 10 kg에서의 변형량을 제하여 10-130 kg 압축 변형을 제공한다. 본 발명에서 "반발 계수" 또는 COR은 일반적으로 하기 절차에 따라 측정된다: 40 m/초의 초기 속도에서 에어 캐논으로 골프공을 발사하고, 속도 모니터링 장치를 캐논으로부터 0.6∼0.9 미터의 거리에 위치시킨다. 에어 캐논으로부터 약 1.2 미터 떨어져 배치한 강철 판을 타격한 후, 테스트 물체가 속도 모니터링 장치를 통해 다시 튀어나온다. 반송 속도 나누기 초기 속도가 COR이다.

단수 형태("a", "an", "the"), "적어도 하나" 및 "하나 이상"은 항목 중 하나 이상이 존재하는 것을 나타내기 위해 상호 혼용되고; 문맥상 명확하게 달리 제시되지 않는 한 부정 관사가 복수의 그러한 항목을 나타낼 수 있음을 가리킨다. 첨부된 청구범위를 비롯한 본 명세서에서 파라미터(예, 양 또는 조건)의 모든 수치값은, 수치값 앞에 실제로 나타내는 용어 "약"이 있거나 또는 "약"이 없는 모든 경우에 수정되는 것으로 이해되어야 한다. "약"은 언급된 수치값이 다소 약간 부정확한 값(값의 정확도에 다소 접근한; 대략적으로 또는 합리적으로 값에 가까운; 거의)을 허용하는 것을 나타낸다. "약"에 의해 제공된 부정확한 값이 보통의 의미로 당업계에서 달리 이해되지 않는 경우, 본원에 사용된 "약"은 그러한 파라미터를 측정하고 사용하는 보통의 방법으로부터 적어도 발생할 수 있는 변수를 나타낸다. 추가적으로, 범위의 내용은 모든 값의 내용 및 전체 범위 내 추가의 나누어진 범위를 포함한다. 이에 의해 범위 내 각 값 및 범위의 종점은 별도의 구체예로서 모두 개시된다. 본 발명의 설명에서, 편의상, "중합체" 및 "수지"는 상호 혼용되어 수지들, 소중합체들, 및 중합체들을 포괄한다. 용어 "포함하다", "포함하는", "함유하는" 및 "갖는"은 언급된 항목의 존재를 일체 포함하여 명시되지만, 다른 항목들의 존재도 불가능하지 않다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "또는"은 나열된 항목들 중 임의의 하나 이상 및 모든 조합을 포함한다. 다양한 항목을 서로 구별하는 데 용어 제1, 제2, 제3 등을 사용하는 경우, 이러한 명칭은 단지 편의상의 것이며 항목들을 한정하지 않는다.

도면은 개시된 기술의 일부 측면을 예시하는 다층 골프공의 구체예의 부분적 단면도이다. 도면의 부품은 비율에 따른 것이 아니다.

예시적, 비제한적 구체예의 상세한 설명이 이어진다.

도면에 도시된 바와 같이, 다층 골프공(100)은 제1 열가소성 물질의 쉘을 포함하는 코어 센터(110), 코어 센터(110)로부터 방사상 외측에 있고 제2 열가소성 물질을 포함하는 코어 층(120), 및 제3 열가소성 물질을 포함하고 골프공(100)의 최외층을 형성하는 커버(130)를 갖는다. 코어 센터 쉘은 두께가 약 1 mm∼약 6 mm이고 직경 약 12 mm∼약 24 mm의 내부 공간을 한정한다.

각각의 제1, 제2 및 제3 열가소성 물질은 하나 이상의 열가소성 엘라스토머를 포함할 수 있다. 각각의 제1, 제2 및 제3 열가소성 물질은 또한 하나 이상의 비-엘라스토머 중합체, 가소제, 충전제, 및 일반적인 첨가제를 포함할 수도 있다.

제1, 제2 및 제3 열가소성 물질에 사용될 수 있는 적당한 열가소성 엘라스토머의 비제한적 예는 에틸렌계 불포화된 산의 부가 공중합체의 금속 양이온 이오노머("이오노머 수지"), 에틸렌 및 4개∼약 8개의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀의 메탈로센 촉매 블록 공중합체, 열가소성 폴리아미드 엘라스토머(PEBA 또는 폴리에테르 블록 폴리아미드), 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머, 열가소성 스티렌 블록 공중합체 엘라스토머, 예컨대 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌), 폴리(스티렌-에틸렌-코-부틸렌-스티렌), 및 폴리(스티렌-이소프렌-스티렌), 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머, 열가소성 폴리우레아 엘라스토머, 및 상기 열가소성 엘라스토머 및 다른 열가소성 매트릭스 중합체에서의 고무의 동적 가황물을 포함한다.

에틸렌계 불포화된 산의 부가 공중합체의 금속 양이온 이오노머인 이오노머 수지는, 바람직하게는 알파-올레핀, 특히 에틸렌, C₃ 내지 C₈ α,β-에틸렌계 불포화 카르복실산, 특히 아크릴산 또는 메타크릴산과의 공중합체이다. 공중합체는 또한 연화 단량체, 예컨대 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 예컨대 C₁ 내지 C₈ 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 에스테르를 함유할 수 있다. α,β-에틸렌계 불포화된 카르복실산 단량체는 공중합체의 약 4 중량% 또는 약 6 중량% 또는 약 8 중량% 내지 약 20 중량% 이하 또는 약 35 중량% 이하일 수 있고, 연화 단량체는, 존재하는 경우, 바람직하게는 한정된 양으로 존재하고, 바람직하게는 공중합체의 약 5 중량% 이상 또는 약 11 중량% 이상, 약 23 중량% 이하 또는 약 25 중량% 이하 또는 약 50 중량% 이하이다.

산 함유 에틸렌 공중합체의 비제한적 특정예는 에틸렌/아크릴산/n-부틸 아크릴레이트, 에틸렌/메타크릴산/n-부틸 아크릴레이트, 에틸렌/메타크릴산/이소부틸 아크릴레이트, 에틸렌/아크릴산/이소부틸 아크릴레이트, 에틸렌/메타크릴산/n-부틸 메타크릴레이트, 에틸렌/아크릴산/메틸 메타크릴레이트, 에틸렌/아크릴산/메틸 아크릴레이트, 에틸렌/메타크릴산/메틸 아크릴레이트, 에틸렌/메타크릴산/메틸 메타크릴레이트, 및 에틸렌/아크릴산/n-부틸 메타크릴레이트의 공중합체를 포함한다. 바람직한 산 함유 에틸렌 공중합체는 에틸렌/메타크릴산/n-부틸 아크릴레이트, 에틸렌/아크릴산/n-부틸 아크릴레이트, 에틸렌/메타크릴산/메틸 아크릴레이트, 에틸렌/아크릴산/에틸 아크릴레이트, 에틸렌/메타크릴산/에틸 아크릴레이트, 및 에틸렌/아크릴산/메틸 아크릴레이트의 공중합체를 포함한다. 각종 구체예에서, 가장 바람직한 산 함유 에틸렌 공중합체는 에틸렌/(메타)아크릴산/n-부틸 아크릴레이트, 에틸렌/(메타)아크릴산/에틸 아크릴레이트, 및 에틸렌/(메타)아크릴산/메틸 아크릴레이트 공중합체를 포함한다.

이오노머 수지는 고산도 이오노머 수지일 수 있다. 일반적으로, 비중화된 에틸렌 산 공중합체의 총 중량을 기준으로 약 16 중량% 이상의 공중합된 산 잔기를 포함하는 산 공중합체를 중화시킴으로써 제조되는 이오노머는 "고산도" 이오노머로 간주된다. 이러한 높은 계수의 이오노머에서, 산 단량체, 특히 아크릴산 또는 메타크릴산은, 약 16∼약 35 중량%로 존재한다. 각종 구체예에서, 공중합된 카르복실산은 비중화된 공중합체의 약 16 중량%, 또는 약 17 중량% 또는 약 18.5 중량% 또는 약 20 중량% 내지 약 21.5 중량% 이하 또는 약 25 중량% 이하 또는 약 30 중량% 이하 또는 약 35 중량% 이하일 수 있다. 고산도 이오노머는 공중합된 카르복실산이 비중화된 공중합체의 16 중량% 미만인 "저산도" 이오노머와 조합될 수 있다. 그러한 고산도 이오노머 및 저산도 이오노머의 혼합물은 커버 내층의 제3 열가소성 물질 또는 제4 열가소성 물질 또는 커버 외층, 특히 커버 내층의 제3 열가소성 물질에 특히 적당하다.

에틸렌-산 공중합체의 산 모이어티는 임의의 금속 양이온에 의해 중화된다. 바람직한 적당한 양이온은 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 바륨, 납, 주석, 아연, 알루미늄, 또는 상기 양이온의 조합을 포함하고; 각종 구체예에서, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 아연 양이온이 특히 바람직하다. 각종 구체예에서, 이오노머의 산 기는 약 10% 또는 약 20% 또는 약 30% 또는 약 40% 내지 약 60% 또는 약 70% 또는 약 75% 또는 약 80% 또는 약 90% 중화될 수 있다. 각종 구체예에서, 제3 열가소성 물질은 약 10% 또는 약 20% 또는 약 30% 또는 약 40% 내지 약 60% 또는 약 70% 또는 약 75% 또는 약 80% 또는 약 90% 중화된 고산도 단량체를 포함한다.

충분히 높은 분자량의, 단량체 유기산 또는 상기 유기산의 염은, 산 공중합체 또는 이오노머가, 가공성을 잃는 일 없이, 이오노머 단독이 비-용융-공정가능하게 되도록 하는 수준 이상의 수준으로 중화될 수 있도록 산 공중합체 또는 이오노머에 첨가될 수 있다. 고분자량의, 단량체 유기산 또는 이의 염은 중화되기 전 또는 약 1∼약 100%의 수준으로 경우에 따라 부분적으로 중화된 후 에틸렌-불포화된 산 공중합체에 첨가될 수 있고, 단 중화 수준은 생성된 이오노머가 용융-공정가능하게 되도록 하는 것이다. 일반적으로, 고분자량의, 단량체 유기산이 포함되는 경우 공중합체의 산 기는 가공성을 잃는 일 없이 적어도 약 40% 내지 약 100%, 바람직하게는 적어도 약 90% 내지 약 100%, 가장 바람직하게는 100% 중화될 수 있다. 가공성을 잃는 일 없이, 이러한 높은 중화, 특히 80% 초과, 90% 초과 또는 95% 초과, 또는 가장 바람직하게는 100% 수준으로의 중화는, (a) 에틸렌-α,β-에틸렌계 불포화된 카르복실산 공중합체 또는 공중합체의 용융-공정가능한 염과 유기산 또는 유기산의 염의 용융-블렌딩 단계, 및 (b) 공중합체 또는 이오노머 및 유기산 또는 염에서 전체 산을 바람직한 수준으로 중화시키는 데 필요한 양의 110% 이하로 충분한 양의 양이온 공급원을 첨가하여 혼합물의 모든 산 모이어티의 중화 수준을 바람직하게는 90% 초과, 바람직하게는 95% 초과, 또는 바람직하게는 100%로 증가시키는 단계에 의해 실시될 수 있다. 100% 중화를 얻기 위해, 100% 중화를 얻는데 필요한 화학량론적 양보다 110% 이하의 약간 초과하는 양이온 공급원을 첨가하는 것이 바람직하다.

고분자량의, 단량체 포화 또는 불포화된 산은 8개 또는 12개 또는 18개의 탄소 원자 내지 36개의 탄소 원자 또는 36개 미만의 탄소 원자를 가질 수 있다. 고분자량의, 단량체 포화 또는 불포화된 유기산의 적당한 비제한적 예는 스테아르산, 베헨산, 에루크산, 올레산 및 리놀레산 및 이의 염, 바람직하게는 상기 지방산의 바륨, 리튬, 나트륨, 아연, 비스무트, 크로뮴, 코발트, 구리, 칼륨, 스트론튬, 티타늄, 텅스텐, 마그네슘, 또는 칼슘 염을 포함한다. 이는 조합으로 사용될 수 있다.

각종 바람직한 구체예에서, 코어 센터의 제1 열가소성 물질 및 코어 층의 제2 열가소성 물질 중 하나는 이오노머 수지를 포함하고, 제1 및 제2 열가소성 물질은 둘다 각각 이오노머 수지를 포함할 수 있는데, 이는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 이오노머 수지는 단량체 유기산 또는 상기 기술된 산의 염을 사용하여 제조할 수 있고, 약 40% 이상, 특히 약 90% 이상 내지 약 100% 중화되거나 또는 상기 언급된 다른 중화 범위 중 하나로 중화될 수 있다.

열가소성 폴리올레핀 엘라스토머는 또한 골프공의 열가소성 물질로 사용될 수 있다. 이는, 예를 들어 시클로펜타디에닐-전이 금속 화합물 및 알루목산을 포함하는 촉매 시스템의 존재 하에서 고압 공정의 단일 부위 메탈로센 촉매 작용에 의해 제조되는, 에틸렌과 4개∼약 8개의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀의 메탈로센 촉매 블록 공중합체이다. α-올레핀 연화 공단량체의 비제한적 예는 헥산-1 또는 옥텐-1을 포함하고; 옥텐-1은 사용하기에 바람직한 공단량체이다. 이러한 물질은, 예를 들어 상품명 Exact™으로 ExxonMobil에서 그리고 상품명 Engage™으로 Dow Chemical Company에서 구입 가능하다.

각종 바람직한 구체예에서, 코어 센터의 제1 열가소성 물질 및 코어 층의 제2 열가소성 물질 중 하나는 이오노머 수지 및 열가소성 폴리올레핀 엘라스토머를 둘다 포함한다. 이오노머 수지는 단량체 유기산 또는 이의 염을 사용하여 제조할 수 있고 이오노머 수지는 약 40% 이상, 특히 약 90% 이상 내지 약 100% 중화되거나 또는 상기 언급된 나머지 중화 범위 중 하나로 중화된다. 각종 구체예에서, 열가소성 물질은 에틸렌 및 아크릴산과 메타크릴산 중 하나 이상의 공중합체의 금속 이오노머, 에틸렌 및 4개∼약 8개의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀의 메탈로센 촉매 공중합체, 및 불포화된 지방산의 금속 염의 조합을 포함한다. 이 물질은, 전문이 본원에 참고 인용되는, Statz 등의 U.S. 7,375,151에 기술된 바와 같이 또는 Kennedy의 ["Process for Making Thermoplastic Golf Ball Material and Golf Ball with Thermoplastic Material", 미국 특허 출원 번호 13/825112(2013년 3월 15일 출원)]에 기술된 바와 같이 제조될 수 있다.

골프공의 열가소성 물질에 사용될 수 있는 적당한 열가소성 스티렌 블록 공중합체 엘라스토머는 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌), 폴리(스티렌-에틸렌-코-부틸렌-스티렌), 폴리(스티렌-이소프렌-스티렌), 및 폴리(스티렌-에틸렌-코-프로필렌) 공중합체를 포함한다. 이러한 스티렌계 블록 공중합체는, 예컨대 개시제로서 부틸 리튬을 사용하여 연질 블록을 형성하는 디엔 및 스티렌의 연속 첨가와 리빙(living) 음이온성 중합에 의해 제조될 수 있다. 열가소성 스티렌 블록 공중합체 엘라스토머는, 예를 들어 Kraton Polymers U.S. LLC(미국 텍사스주 휴스턴 소재)에서 판매되는 상품명 Kraton™으로 구입 가능하다. 스티렌 대신에, 메타(아크릴레이트) 에스테르, 예컨대 메틸 메타크릴레이트 및 시클로헥실 메타크릴레이트, 및 다른 비닐 아릴렌, 예컨대 알킬 스티렌을 비롯한, 다른 중합가능한 경질의 비-고무 단량체를 사용하여 블록 공중합체로서 다른 그러한 엘라스토머가 만들어질 수 있다.

열가소성 폴리우레탄 엘라스토머, 예컨대 열가소성 폴리에스테르-폴리우레탄, 폴리에테르-폴리우레탄, 및 폴리카르보네이트-폴리우레탄은 열가소성 물질, 특히 커버를 위한 제3 열가소성 물질로 사용될 수 있다. 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머는 중합체 디올 반응물로서 폴리카프로락톤 폴리에스테르를 포함하는 폴리에테르 및 폴리에스테르를 사용하여 중합된 폴리우레탄을 포함한다. 이러한 중합체 디올계 폴리우레탄은 중합체 디올(폴리에스테르 디올, 폴리에테르 디올, 폴리카프로락톤 디올, 폴리테트라히드로푸란 디올, 또는 폴리카르보네이트 디올), 하나 이상의 폴리이소시아네이트, 및, 경우에 따라, 하나 이상의 쇄 연장 화합물의 반응에 의해 제조된다. 쇄 연장 화합물은, 용어가 사용된 바와 같이, 이소시아네이트 기와 반응성인 둘 이상의 작용기를 갖는 화합물, 예컨대 디올, 아미노 알콜, 및 디아민이다. 바람직하게는, 중합체 디올계 폴리우레탄은 실질적으로 선형(즉, 실질적으로 모든 반응물이 이작용성임)이다.

폴리우레탄 엘라스토머를 만드는 데 사용되는 디이소시아네이트는 방향족 또는 지방족일 수 있다. 열가소성 폴리우레탄을 제조하는 데 사용되는 유용한 디이소시아네이트 화합물은, 비제한적으로, 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 메틸렌 비스-4-시클로헥실 이소시아네이트(H₁₂MDI), 시클로헥실 디이소시아네이트(CHDI), m-테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트(m-TMXDI), p-테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트(p-TMXDI), 4,4'-메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트로도 공지됨), 2,4- 또는 2,6-톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 에틸렌 디이소시아네이트, 1,2-디이소시아나토프로판, 1,3-디이소시아나토프로판, 1,6-디이소시아나토헥산(헥사메틸렌 디이소시아네이트 또는 HDI), 1,4-부틸렌 디이소시아네이트, 리신 디이소시아네이트, 메타-크실릴렌디이소시아네이트 및 파라-크실릴렌디이소시아네이트(XDI), 4-클로로-1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 1,5-테트라히드로-나프탈렌 디이소시아네이트, 4,4'-디벤질 디이소시아네이트, 및 이의 조합을 포함한다. (경우에 따라, 일작용성 알콜 또는 일작용성 이소시아네이트와 함께) 분지된 열가소성 폴리우레탄을 제조하는데 한정된 양으로 사용될 수 있는 더 높은 작용성 폴리이소시아네이트의 비제한적 예는 1,2,4-벤젠 트리이소시아네이트, 1,3,6-헥사메틸렌 트리이소시아네이트, 1,6,11-운데칸 트리이소시아네이트, 비시클로헵탄 트리이소시아네이트, 트리페닐메탄-4,4',4"-트리이소시아네이트, 디이소시아네이트의 이소시아누레이트, 디이소시아네이트의 비우레트, 디이소시아네이트의 알로파네이트 등을 포함한다.

연장제로서 사용될 수 있는 적당한 디올의 비제한적 예는 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 및 테트라에틸렌 글리콜을 포함한, 에틸렌 글리콜 및 에틸렌 글리콜의 더 낮은 소중합체; 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 및 테트라프로필렌 글리콜을 포함한, 프로필렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜의 더 낮은 소중합체; 시클로헥산디메탄올, 1,6-헥산디올, 2-에틸-1,6-헥산디올, 1,4-부탄디올, 2,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,3-프로판디올, 부틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 디히드록시알킬화된 방향족 화합물, 예컨대 히드로퀴논 및 레소르시놀의 비스(2-히드록시에틸) 에테르; p-크실렌-α,α'-디올; p-크실렌-α,α'-디올의 비스(2-히드록시에틸) 에테르; m-크실렌-α,α'-디올, 및 이의 조합을 포함한다. 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 기타 활성 수소 함유 쇄 연장제는, 예컨대 특히 디티올, 디아민, 또는 히드록실, 티올, 및 아민 기의 혼합물을 갖는 화합물, 예컨대 알칸올아민, 아미노알킬 머캅탄, 및 히드록시알킬 머캅탄이 사용될 수 있다. 적당한 디아민 연장제는, 비제한적으로, 에틸렌 디아민, 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라아민, 및 이의 조합을 포함한다. 기타 통상의 쇄 연장제는 아미노 알콜, 예컨대 에탄올아민, 프로판올아민, 부탄올아민, 및 이의 조합이다. 쇄 연장제의 분자량은 바람직하게는 약 60∼약 400의 범위이다. 알콜 및 아민이 바람직하다.

이작용성 연장제 이외에, 소량의 삼작용성 연장제, 예컨대 트리메틸올프로판, 1,2,6-헥산트리올 및 글리세롤, 또는 일작용성 활성 수소 화합물, 예컨대 부탄올 또는 디메틸아민이 또한 포함될 수 있다. 사용되는 삼작용성 연장제 또는 일작용성 화합물의 양은, 예를 들면 반응 생성물 및 사용된 활성 수소 함유 기의 총 중량을 기준으로 5.0 당량% 이하일 수 있다.

열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 형성하는 데 사용되는 폴리에스테르 디올은 일반적으로 하나 이상의 폴리산 화합물 및 하나 이상의 폴리올 화합물의 축합 중합에 의해 제조된다. 바람직하게는, 폴리산 화합물 및 폴리올 화합물은 이작용성, 즉, 이산 화합물이고 디올은 실질적으로 선형 폴리에스테르 디올을 제조하는 데 사용되지만, 미량의 일작용성, 삼작용성, 및 더 높은 작용성 물질이 포함되어 약간 분지화되지만 비가교결합된 폴리에스테르 폴리올 성분을 제공할 수 있다. 적당한 디카르복실산은, 비제한적으로, 글루타르산, 숙신산, 말론산, 옥살산, 프탈산, 이소프탈산, 헥사히드로프탈산, 아디프산, 말레산, 수베르산, 아젤라산, 도데칸디오산, 이의 무수물 및 중합가능한 에스테르(예, 메틸 에스테르) 및 산 할라이드(예, 산 클로라이드), 및 이의 혼합물을 포함한다. 적당한 폴리올은 이미 언급된 것, 특히 디올을 포함한다. 에스테르화 중합을 위한 통상의 촉매는 양성자 산, 루이스 산, 티타늄 알콕시드, 및 디알킬주석 옥시드이다.

열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 제조하기 위한 중합체 폴리에테르 또는 폴리카프로락톤 디올 반응물은, 디올 개시제, 예컨대 1,3-프로판디올 또는 에틸렌 또는 프로필렌 글리콜과, 락톤 또는 알킬렌 옥시드 쇄 연장 시약을 반응시킴으로써 수득할 수 있다. 활성 수소에 의해 개환될 수 있는 락톤이 당업계에 잘 공지되어 있다. 적당한 락톤의 예는, 비제한적으로, ε-카프로락톤, γ-카프로락톤, β-부티로락톤, β-프로피오락톤, γ-부티로락톤, α-메틸-γ-부티로락톤, β-메틸-γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, δ-발레로락톤, γ-데카노락톤, δ-데카노락톤, γ-노난 락톤, γ-옥탄 락톤, 및 이의 조합을 포함한다. 바람직한 일 구체예에서, 락톤은 ε-카프로락톤이다. 유용한 촉매는 상기 폴리에스테르 합성에서 언급된 것을 포함한다. 대안적으로, 락톤 고리와 반응하는 분자 상 히드록실 기의 나트륨 염을 형성함으로써 반응을 개시할 수 있다. 다른 구체예에서, 디올 개시제와 옥시란 함유 화합물 또는 환형 에테르를 반응시켜 폴리우레탄 엘라스토머 중합에 사용되는 폴리에테르 디올을 생성할 수 있다. 알킬렌 옥시드 중합체 세그먼트는, 비제한적으로, 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 1,2-시클로헥센 옥시드, 1-부텐 옥시드, 2-부텐 옥시드, 1-헥센 옥시드, tert-부틸에틸렌 옥시드, 페닐 글리시딜 에테르, 1-데센 옥시드, 이소부틸렌 옥시드, 시클로펜텐 옥시드, 1-펜텐 옥시드, 및 이의 조합의 중합 생성물을 포함한다. 옥시란- 또는 환형 에테르-함유 화합물은 바람직하게는 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 부틸렌 옥시드, 테트라히드로푸란, 및 이의 조합에서 선택된다. 알킬렌 옥시드 중합은 통상 염기 촉매된다. 예를 들면 히드록실-작용성 개시제 화합물 및 촉매량의 가성물(caustic), 예컨대 칼륨 히드록시드, 나트륨 메톡시드, 또는 칼륨 tert-부톡시드를 투입하고, 반응에 이용가능한 단량체를 유지하기에 충분한 비율의 알킬렌 옥시드를 첨가함으로써 중합이 수행될 수 있다. 둘 이상의 상이한 알킬렌 옥시드 단량체는 동시 첨가에 의해 랜덤 공중합되거나 순차 첨가에 의해 블록으로 중합될 수 있다. 에틸렌 옥시드 또는 프로필렌 옥시드의 단독중합체 또는 공중합체가 바람직하다. 테트라히드로푸란은 SbF₆ ^-, AsF₆ ^-, PF₆ ^-, SbCl₆ ^-, BF₄ ^-, CF₃SO₃ ^-, FSO₃ ^-, 및 Cl0₄ ^-와 같은 짝이온을 사용한 양이온성 개환 반응에 의해 중합될 수 있다. 개시는 3차 옥소늄 이온의 형성에 의한 것이다. 폴리테트라히드로푸란 세그먼트는 "리빙 중합체(living polymer)"로서 제조되고 디올, 예컨대 상기 언급된 임의의 것의 히드록실 기와의 반응에 의해 말단화될 수 있다. 폴리테트라히드로푸란이 또한 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG)로서 공지된다.

열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 제조하는 데 사용될 수 있는 지방족 폴리카르보네이트 디올은, 알칼리 금속, 주석 촉매, 또는 티타늄 화합물과 같은 촉매의 존재 하에서 디알킬 카르보네이트(예, 디에틸 카르보네이트), 디페닐 카르보네이트, 또는 디옥솔란온(예, 5원 및 6원 고리를 갖는 환형 카르보네이트)과 디올의 반응에 의해 제조될 수 있다. 유용한 디올은, 비제한적으로, 이미 언급된 임의의 것을 포함한다. 방향족 폴리카르보네이트는 통상 비스페놀, 예컨대 비스페놀 A와, 포스겐 또는 디페닐 카르보네이트의 반응으로부터 제조된다.

각종 구체예에서, 중합체 디올은 바람직하게는 약 500 이상, 더욱 바람직하게는 약 1,000 이상, 더욱 더 바람직하게는 약 1,800 이상의 중량 평균 분자량 및 약 10,000 이하의 중량 평균 분자량을 갖지만, 약 5,000 이하, 특히 약 4,000 이하의 중량 평균 분자량을 갖는 중합체 디올이 또한 바람직할 수 있다. 중합체 디올은 유리하게는 약 500∼약 10,000, 바람직하게는 약 1,000∼약 5,000, 더욱 바람직하게는 약 1,500∼약 4,000 범위의 중량 평균 분자량을 갖는다. 중량 평균 분자량은 ASTM D4274에 의해 측정될 수 있다.

폴리이소시아네이트, 중합체 디올, 및 디올 또는 다른 쇄 연장제의 반응은 통상 촉매의 존재 하에 고온에서 수행된다. 이러한 반응을 위한 통상의 촉매는 유기주석 촉매, 예컨대 주석 함유(stannous) 옥토에이트, 디부틸 주석 디라우레이트, 디부틸 주석 디아세테이트, 디부틸 주석 옥시드, 3차 아민, 아연 염, 및 망간 염을 포함한다. 일반적으로, 엘라스토머 폴리우레탄의 경우, 중합체 디올, 예컨대 폴리에스테르 디올, 대 연장제의 비율은 주로 최종 폴리우레탄 엘라스토머의 바람직한 굴곡 탄성율에 따라 비교적 광범위한 범위 내에서 다양할 수 있다. 예를 들면, 폴리에스테르 디올 대 연장제의 당량 비율은 1:0 내지 1:12, 더욱 바람직하게는 1:1 내지 1:8의 범위 내에 있을 수 있다. 바람직하게는, 사용된 디이소시아네이트(들)는 이소시아네이트 당량 대 활성 수소 함유 물질 당량의 전체 비율이 1:1 내지 1:1.05, 더욱 바람직하게는 1:1 내지 1:1.02의 범위 내에 있도록 비례한다. 중합체 디올 세그먼트는 통상 약 35 중량%∼약 65 중량%의 폴리우레탄 중합체, 바람직하게는 약 35 중량%∼약 50 중량%의 폴리우레탄 중합체이다.

적당한 열가소성 폴리우레아 엘라스토머는 하나 이상의 중합체 디아민 또는 폴리올과, 이미 언급된 폴리이소시아네이트 중 하나 이상 및 하나 이상의 디아민 연장제를 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 적당한 디아민 연장제의 비제한적 예는 에틸렌 디아민, 1,3-프로필렌 디아민, 2-메틸-펜타메틸렌 디아민, 헥사메틸렌 디아민, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸-1,6-헥산 디아민, 이미노-비스(프로필아민), 이미도-비스(프로필아민), N-(3-아미노프로필)-N-메틸-1,3-프로판디아민), 1,4-비스(3-아미노프로폭시)부탄, 디에틸렌글리콜-디(아미노프로필)에테르), 1-메틸-2,6-디아미노-시클로헥산, 1,4-디아미노-시클로헥산, 1,3- 또는 1,4-비스(메틸아미노)-시클로헥산, 이소포론 디아민, 1,2- 또는 1,4-비스(sec-부틸아미노)-시클로헥산, N,N'-디이소프로필-이소포론 디아민, 4,4'-디아미노-디시클로헥실메탄, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노-디시클로헥실메탄, Ν,Ν'-디알킬아미노-디시클로헥실메탄, 및 3,3'-디에틸-5,5'-디메틸-4,4'-디아미노-디시클로헥실메탄을 포함한다. 중합체 디아민은 폴리옥시에틸렌 디아민, 폴리옥시프로필렌 디아민, 폴리(옥시에틸렌-옥시프로필렌) 디아민, 및 폴리(테트라메틸렌 에테르) 디아민을 포함한다. 이미 언급된 아민- 및 히드록실-작용성 연장제가 마찬가지로 사용될 수 있다. 일반적으로, 앞서와 같이, 삼작용성 반응물이 제한되고 일작용성 반응물과 함께 사용되어 가교결합을 방지할 수 있다.

각종 바람직한 구체예에서, 커버의 제3 열가소성 물질은 폴리우레탄 또는 폴리우레아, 바람직하게는 폴리우레탄 또는 폴리우레아 엘라스토머, 더욱 바람직하게는 폴리우레탄 엘라스토머를 포함한다.

적당한 열가소성 폴리아미드 엘라스토머는, (1) (a) 디카르복실산, 예컨대 옥살산, 아디프산, 세박산, 테레프탈산, 이소프탈산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 또는 이미 언급된 다른 임의의 디카르복실산과, (b) 디아민, 예컨대 에틸렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 또는 데카메틸렌디아민, 1,4-시클로헥산디아민, m-크실릴렌디아민, 또는 이미 언급된 다른 임의의 디아민의 중축합; (2) 환형 락탐, 예컨대 ε-카프로락탐 또는 ω-라우로락탐의 개환 중합; (3) 아미노카르복실산, 예컨대 6-아미노카프로산, 9-아미노노난산, 11-아미노운데칸산, 또는 12-아미노도데칸산의 중축합; 또는 (4) 카르복실산-작용성 폴리아미드 블럭을 제조하기 위해 환형 락탐과 디카르복실산 및 디아민의 공중합 후, 중합체 에테르 디올(폴리옥시알킬렌 글리콜), 예컨대 이미 언급된 임의의 것과의 반응에 의해 수득될 수 있다. 중합은, 예를 들어 약 180℃∼약 300℃의 온도에서 수행될 수 있다. 적당한 폴리아미드 블록 공중합체의 특정예는 NYLON 6, NYLON 66, NYLON 610, NYLON 11, NYLON 12, 공중합된 NYLON MXD6, 및 NYLON 46 계 엘라스토머를 포함한다. 열가소성 폴리(에테르 아미드) 블록 공중합체 엘라스토머(PEBA)가 Arkema로부터 상품명 Pebax® 하에 구입 가능하다.

열가소성 폴리에스테르 엘라스토머는 결정질 영역을 형성하는 적은 쇄 길이를 갖는 단량체 단위의 블럭 및 비교적 더 많은 쇄 길이를 갖는 단량체 단위를 갖는 연화 세그먼트의 블럭을 갖는다. 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머는 DuPont로부터 상품명 Hytrel® 하에 구입 가능하다.

제1, 제2 및 제3 열가소성 물질은 다른 중합체를 포함할 수 있다. 일례에서, 제1 또는 제2 열가소성 물질은, 상기 임의의 열가소성 엘라스토머 또는 다른 열가소성 중합체에서 고무의 동적 가황처리를 통해 열가소성 엘라스토머 매트릭스에 혼입될 수 있는 경화된 고무의 분산된 도메인을 포함할 수 있다. 이러한 하나의 조성물이 본원에 참고 인용되는 Voorheis 등의 미국 특허 번호 7,148,279에 기술되어 있다. 각종 구체예에서, 제1 열가소성 물질은 비-엘라스토머 매트릭스 수지, 예컨대 폴리프로필렌에서 고무의 열가소성 동적 가황물을 포함할 수 있다. 상품명 Santoprene™ 하에 ExxonMobil로부터 구입 가능한 열가소성 가황물은 폴리프로필렌에서 EPDM의 가황처리된 도메인인 것으로 여겨진다.

각 열가소성 물질로 선택된 엘라스토머에 따라, 하나 이상의 가소제가 혼입될 수 있다. 그러한 가소제의 일례는, 예를 들어 이미 기술된 이오노머 중합체와 혼입될 수 있는, 금속 스테아레이트, 예컨대 아연 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트, 바륨 스테아레이트, 리튬 스테아레이트 및 마그네슘 스테아레이트를 비롯한 고분자량의 단량체 유기산 또는 이의 염이다. 대부분의 열가소성 엘라스토머의 경우, 경질 대 연질 세그먼트의 비율은 가소제를 첨가하는 것보다 더 낮은 경도가 바람직한 경우 조정된다.

바람직한 구체예에서, 골프공은 임의의 열경화성 고무 층 또는 다른 열경화성 층을 포함하지 않는다.

제2 열가소성 물질의 굴곡 탄성율은 제1 열가소성 물질의 굴곡 탄성율보다 크다. 제2 열가소성 물질의 굴곡 탄성율은 약 15,000 psi 이하이고 제1 열가소성 물질의 굴곡 탄성율은 약 15,000 psi 미만, 바람직하게는 약 10,000 psi 이하로서, 제2 열가소성 물질의 굴곡 탄성율의 미만이다. 바람직한 특정 구체예에서, 제1 굴곡 탄성율은 약 1,000 psi∼약 15,000 psi 미만, 더욱 바람직하게는 약 3,000 psi∼약 6,000 psi이고 제2 굴곡 탄성율은 약 1,000 psi∼약 15,000 psi, 더욱 바람직하게는 약 6,000 psi∼약 12,000 psi이다.

굴곡 탄성율이 약 15,000 psi 이하인, 사용될 수 있는 열가소성 중합체의 비제한적 예는 상품명 Surlyn® 6320, 8020, 8120, 8320, 9020, 9320, 및 9320W 하에서 DuPont Company(독일 빌밍턴 소재)에 의해 판매되는 이오노머 수지 등급, 및 DuPont의 HPF2000 및 HPF AD1035 이오노머 수지; 폴리올레핀 엘라스토머, 예컨대 Engage™ 8180; Hwa Pao Resins Chemical Co. Ltd.에 의해 판매되는 G35D50N 및 G38D50N을 포함한 열가소성 폴리에스테르 폴리우레탄 및 열가소성 폴리에테르 폴리우레탄이 있다. 열가소성 중합체를 일정량의 충전제 또는 다른 중합체와 혼합시켜 굴곡 탄성율에 바람직한 값을 갖도록 열가소성 물질의 굴곡 탄성율을 유도할 수 있다.

제1 구체예에서, 제3 열가소성 물질은 약 5,000 psi 이하, 바람직하게는 약 500 psi 내지 약 2,000 psi의 제3 굴곡 탄성율을 갖고 제1 굴곡 탄성율은 제3 굴곡 탄성율보다 크다. 제2 구체예에서, 제3 열가소성 물질은 약 40,000 psi 이상, 바람직하게는 약 45,000 psi∼약 60,000 psi, 더욱 바람직하게는 약 50,000 psi∼약 55,000 psi의 제3 굴곡 탄성율을 갖는다.

약 5,000 psi 이하의 굴곡 탄성율을 갖는, 사용될 수 있는 열가소성 중합체의 비제한적 예는 상품명 Surlyn® 8320 및 9320W 하에서 DuPont Company(독일 빌밍턴 소재)에 의해 판매되는 이오노머 수지 등급, 폴리올레핀 엘라스토머, 예컨대 Dow Chemical Company에서 판매되는 Engage™ 8180; 및 Hwa Pao Resins Chemical Co. Ltd.에 의해 판매되는 G35D50N 및 G38D50N을 포함한 열가소성 폴리에테르 폴리우레탄이 있다. 이들은 제1 구체예에서 커버를 제조하는 데 사용될 수 있다. 약 40,000 psi 이상의 굴곡 탄성율을 갖는, 사용될 수 있는 열가소성 중합체의 비제한적 예는 상품명 Surlyn® 7930, 7940, 8140, 8150, 8920, 8940, 8945, 9120, 9150, 9910, 및 9945 하에서 DuPont Company(독일 빌밍턴 소재)에 의해 판매되는 이오노머 수지 등급이 있다. 이들은 제2 구체예에서 커버를 제조하는 데 사용될 수 있다.

제1, 제2 및 제3 열가소성 물질의 굴곡 탄성율은 열가소성 물질에서 열가소성 엘라스토머의 성질 및 양, 다른 중합체 물질 또는 가소제의 존재, 성질 및 양, 및 충전제의 존재, 성질 및 양을 비롯한 인자들의 조합에 따라 달라진다. 각각의 제1, 제2 및 제3 열가소성 물질의 중합체, 임의의 가소제, 및 임의의 충전제의 유형 및 양은 굴곡 탄성율이 기술된 바람직한 값 및 관계를 갖도록 선택되고 할당된다.

열가소성 물질의 굴곡 탄성율은 충전제를 포함하는 것에 의해 증가될 수 있다. 각종 충전제가 포함될 수 있고, 충전제는 또한 비중, 경도, 또는 열가소성 물질의 다른 특징을 변경시키기 위해 선택될 수도 있다. 적당한 충전제의 비제한적 예는 점토, 탈크, 석면, 흑연, 유리, 운모, 칼슘 메타실리케이트, 바륨 설페이트, 아연 설피드, 알루미늄 히드록시드, 실리케이트, 규조토, 카르보네이트(예, 칼슘 카르보네이트, 마그네슘 카르보네이트 등), 금속(예, 티타늄, 텅스텐, 알루미늄, 비스무트, 니켈, 몰리브덴, 철, 구리, 황동, 붕소, 청동, 코발트, 베릴륨 및 이들의 합금), 금속 산화물(예, 산화아연, 산화철, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화마그네슘, 산화지르코늄 등), 미립자 합성 플라스틱(예, 고 분자량 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 이오노머 수지 등), 미립자 탄소질 물질(예, 카본 블랙, 천연 역청 등)뿐만 아니라, 면 뭉치(cotton flock), 셀룰로스 뭉치 및/또는 가죽 섬유를 포함한다. 비중을 증가시키는 데 사용될 수 있는 중량(heavy-weight) 충전제의 비제한적 예는 티타늄, 텅스텐, 알루미늄, 비스무트, 니켈, 몰리브덴, 철, 강철, 납, 구리, 황동, 붕소, 탄화붕소 위스커, 청동, 코발트, 베릴륨, 아연, 주석, 및 금속 산화물(예, 산화아연, 산화철, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화마그네슘, 산화지르코늄)을 포함한다. 비중을 감소시키는 데 사용될 수 있는 경량(light-weight) 충전제의 비제한적 예는 미립자 플라스틱, 유리, 세라믹, 및 중공구(hollow sphere), 리그라인드(regrind), 또는 이들의 발포체를 포함한다. 골프공의 코어 센터 및 코어 층에 사용될 수 있는 충전제는 통상 미분된 형태이다.

코어 층은 비중이 약 1.5 이상이다. 각종 구체예에서, 코어 층 비중은 약 1.5∼약 3.0, 바람직하게는 약 1.6∼약 2.0일 수 있다. 각종 중량 충전제, 특히 이미 언급된 금속 및 금속 산화물이 바람직한 비중을 실현하기 위해 코어 층의 열가소성 물질에 포함될 수 있다.

커버는 안료, 예컨대 황색 또는 백색 안료, 특히 백색 안료, 예컨대 이산화티타늄 또는 산화아연으로 조제될 수 있다. 일반적으로 이산화티타늄은, 백색 안료로서, 예를 들어 중합체 100 중량부를 기준으로 약 0.5 중량부 또는 1 중량부 내지 약 8 중량부 또는 10 중량부의 양으로 사용된다. 각종 구체예에서, 백색의 커버는 소량의 청색 안료 또는 증백제로 염색될 수 있다.

각종 구체예에서, 제1 열가소성 물질은 약 4 mm 이상, 바람직하게는 약 4∼약 6 mm의 10-130 kg 압축 변형을 가질 수 있다.

일반적 첨가제, 예컨대 분산제, 산화방지제, 예컨대 페놀, 아인산염, 및 히드라지드, 공정 조제, 계면활성제, 안정화제 등이 또한 열가소성 물질에 포함될 수 있다. 커버는 또한 첨가제, 예컨대 장애 아민 광 안정화제, 예를 들어 피페리딘 및 옥사날리드, 자외선 흡수제, 예컨대 벤조트리아졸, 트리아진, 및 장애 페놀, 형광 물질 및 형광 증백제, 염료, 예컨대 청색 염료, 및 정전기 방지제를 함유할 수 있다.

열가소성 물질은 기존의 방법, 예컨대 단일 또는 이중 스크류 압출기, Banbury 믹서, 밀폐식 믹서(internal mixer), 2-롤 밀, 또는 리본 믹서에서의 용융 혼합에 의해 만들어질 수 있다. 통상의 방법에 의해, 예를 들어 150℃∼230℃ 범위의 몰드 온도로 사출 성형에 의해, 제1 열가소성 물질이 코어 센터 내에 형성되고 제2 열가소성 물질이 코어 센터 주변의 코어 층 내에 형성된다. 제2 코어 층이 있는 경우, 제4 열가소성 물질은 동일 방법에 의해 코어 층 위에 층으로 형성될 수 있다. 코어 센터, 코어 층, 및 경우에 따라 제2 코어 층 또는 추가의 코어 층을 포함한 성형된 코어는, 냉각 후 바람직한 직경으로 분쇄될 수 있다. 분쇄는 또한 성형 공정으로 인한 플래시, 핀 마크, 및 게이트 마크를 제거하는 데 사용될 수 있다.

커버 층이 코어 위에 성형된다. 각종 구체예에서, 커버를 만드는 데 사용되는 제3 열가소성 물질은 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머, 열가소성 폴리우레아 엘라스토머, 및 에틸렌계 불포화된 카르복실산과 에틸렌의 공중합체의 금속 양이온 염 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

커버는 사출 성형, 압축 성형, 캐스팅 등에 의해 다층 코어 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 커버를 사출 성형에 의해 형성하는 경우, 미리 제작된 코어를 몰드 내에 셋팅할 수 있고, 커버 물질을 몰드 내에 주입할 수 있다. 커버는 통상 사출 성형 또는 압축 성형에 의해 코어 상에 성형된다. 대안적으로, 사용될 수 있는 또다른 방법은 다이 캐스팅 또는 또다른 몰딩 방법에 의해 커버 물질로부터 절반의 커버 쌍을 사전 성형하는 단계, 절반의 커버로 코어를 둘러싸는 단계, 및 예를 들어 1∼5분 동안 120℃∼170℃에서 압축 성형하여 코어 주변에 있는 커버 절반을 결합시키는 단계를 포함한다. 커버가 위에 형성되기 전에 코어를 표면 처리하여 코어와 커버 사이의 접착률을 증가시킬 수 있다. 적당한 표면 조제의 비제한적 예는 기계적 또는 화학적 마모, 코로나 방전, 플라스마 처리, 또는 접착 증진제, 예컨대 실란 또는 접착제의 도포를 포함한다. 커버는 통상 골프공에 대해 바람직한 공력 특성을 제공하기 위해 딤플(dimple) 패턴 및 프로파일을 갖는다.

통상, 커버는 두께가 약 0.5 mm∼약 4 mm일 수 있다. 2개의 커버 층이 있는 경우, 통상 커버 층은 각각 독립적으로 두께가 약 0.3 mm∼약 2.0 mm, 바람직하게는 약 0.8 mm∼약 1.6 mm일 수 있다.

골프공은 임의의 크기의 것일 수 있지만, USGA에서 시합에 사용되는 골프공은 직경이 1.68 인치(42.672 mm) 이상이고 중량이 1.62 온스(45.926 g) 이하인 것을 요구하고 있다. USGA 시합 이외의 경기의 경우, 골프공은 직경이 더 작고 더 무거운 것일 수 있다.

골프공을 성형한 후, 각종 추가 처리 단계, 예컨대 버핑(buffing), 페인팅 및 마킹을 실시할 수 있다. 본 발명의 특히 바람직한 구체예에서, 골프공은 표면의 65% 이상을 피복하는 딤플 패턴을 갖는다. 골프공은 통상 내구성이 있고, 내마모성이 있으며 비교적 비-황변성 마감 코트로 코팅된다.

본 설명은 사실상 단지 예시이며, 이에 따라, 개시내용의 요지로부터 벗어나지 않는 변형이 본 발명의 일부이다. 변형은 개시내용의 취지 및 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않는다.

Claims

골프공으로서,
두께가 1 mm∼6 mm이고 직경 12 mm∼24 mm의 내부 공간을 한정하는 쉘을 포함하는 코어 센터로서, 쉘은 1,000 psi 이상 15,000 psi 미만의 제1 굴곡 탄성율(flexural modulus)을 갖는 제1 열가소성 물질을 포함하는 코어 센터;
코어 센터로부터 방사상 외측에 배치된 코어 층으로서, 두께가 5 mm∼10 mm이고 비중이 1.5∼3.0이고 1,000 psi∼15,000 psi의 제2 굴곡 탄성율을 갖는 제2 열가소성 물질을 포함하는 코어 층; 및
코어 층의 방사상 외측에 배치되고 골프공의 최외층을 형성하는 커버로서, 500 psi∼5,000 psi의 제3 굴곡 탄성율을 갖는 제3 열가소성 물질을 포함하는 커버
를 포함하고, 제2 굴곡 탄성율은 제1 굴곡 탄성율보다 크고 제1 굴곡 탄성율은 제3 굴곡 탄성율보다 큰 골프공.
제1항에 있어서, 제1 열가소성 물질 및 제2 열가소성 물질 중 하나는 이오노머 수지를 포함하는 것인 골프공.
제2항에 있어서, 이오노머 수지는 단량체 유기산 또는 이의 염을 포함하고 이오노머 수지는 적어도 40∼100% 중화되는 것인 골프공.
제2항 또는 제3항에 있어서, 이오노머 수지를 포함하는 열가소성 물질은 폴리올레핀 엘라스토머를 추가로 포함하는 것인 골프공.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 커버는 폴리우레탄을 포함하는 것인 골프공.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 제1 열가소성 물질은 4 mm∼6 mm의 10-130 kg 압축 변형을 갖는 것인 골프공.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 제1 굴곡 탄성율은 3,000 psi∼6,000 psi이고 제2 굴곡 탄성율은 6,000 psi∼12,000 psi인 골프공.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 제1 열가소성 물질은 3,000 psi∼6,000 psi의 굴곡 탄성율을 갖고 제3 열가소성 물질은 500 psi∼2,000 psi의 굴곡 탄성율을 갖는 것인 골프공.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 코어 층의 비중은 1.6∼2.0인 골프공.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 코어 센터 쉘은 두께가 2 mm∼4 mm이고 직경 14 mm∼20 mm의 내부 공간을 한정하거나, 또는 코어 층은 두께가 6 mm∼10 mm인 골프공.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 모든 층이 열가소성인 골프공.
골프공으로서,
두께가 1 mm∼6 mm이고 직경 12 mm∼24 mm의 내부 공간을 한정하는 쉘을 포함하는 코어 센터로서, 쉘은 1,000 psi 이상 15,000 psi 미만의 제1 굴곡 탄성율을 갖는 제1 열가소성 물질을 포함하는 코어 센터;
코어 센터로부터 방사상 외측에 배치된 코어 층으로서, 두께가 5 mm∼10 mm이고 비중이 1.5∼3.0이고 1,000 psi∼15,000 psi의 제2 굴곡 탄성율을 갖는 제2 열가소성 물질을 포함하는 코어 층; 및
코어 층의 방사상 외측에 배치된 커버로서, 40,000 psi∼60,000 psi의 제3 굴곡 탄성율을 갖는 제3 열가소성 물질을 포함하는 커버
를 포함하고, 제2 굴곡 탄성율은 제1 굴곡 탄성율보다 큰 골프공.
제12항에 있어서, 제1 열가소성 물질, 제2 열가소성 물질 및 제3 열가소성 물질 중 하나는 이오노머 수지를 포함하는 것인 골프공.
제13항에 있어서, 이오노머 수지는 단량체 유기산 또는 이의 염을 포함하고 이오노머 수지는 적어도 40∼100% 중화되는 것인 골프공.
제13항 또는 제14항에 있어서, 제1 열가소성 물질 또는 제2 열가소성 물질 중 하나는 이오노머 수지를 포함하고, 폴리올레핀 엘라스토머를 추가로 포함하는 것인 골프공.
제12항에 있어서, 각각의 제1 열가소성 물질 및 제2 열가소성 물질은 독립적으로 유기산 또는 유기산의 염을 포함하는 이오노머 수지를 포함하고 이오노머 수지는 90%∼100%의 수준으로 중화되고 제3 열가소성 물질은 적어도 40∼100% 중화되는, 4 중량%∼35 중량%의 카르복실산 단량체를 갖는 이오노머 수지를 포함하는 것인 골프공.
제12항 내지 제14항 및 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 제1 열가소성 물질은 4 mm∼6 mm의 10-130 kg 압축 변형을 갖는 것인 골프공.
제12항 내지 제14항 및 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 제1 열가소성 물질은 3,000 psi∼6,000 psi의 굴곡 탄성율을 갖고, 제2 굴곡 탄성율은 6,000 psi∼12,000 psi인 골프공.
제12항 내지 제14항 및 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 제1 열가소성 물질은 3,000 psi∼6,000 psi의 굴곡 탄성율을 갖고, 제3 열가소성 물질은 45,000 psi∼60,000 psi의 굴곡 탄성율을 갖는 것인 골프공.
제12항 내지 제14항 및 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 코어 층의 비중은 1.6∼2.0인 골프공.
제12항 내지 제14항 및 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 코어 센터는 두께가 2 mm∼4 mm이고 직경 14 mm∼20 mm의 내부 공간을 한정하거나, 또는 코어 층은 두께가 6 mm∼10 mm인 골프공.
제12항 내지 제14항 및 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 모든 층이 열가소성인 골프공.