KR101962065B1 - 낮은 정규화 수증기 투과율을 갖는 얇은 열성형된 예비성형물(들)이 합체된 골프공 - Google Patents

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Abstract

하위조립체; 4.0 g/(m2·일) 미만의 정규화 수증기 투과율 nMVTR을 갖도록, 하위조립체 상에 및 그 주위에 형상추종적으로 및 접착식으로 정합되고 수용하도록 크기설정, 형상화 및 윤곽화된 제1 및 제2 내부 표면을 갖는 제1 및 제2 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘로 이루어지고 0.020 인치 미만의 연속적이고 실질적으로 균일한 열성형 두께를 갖는 수분 장벽 필름 층; 및 수분 장벽 필름 층의 nMVTR을 초과하는 nMVTR을 갖는 수분 장벽 필름 층의 외부 표면 주위에 배치된 적어도 1개의 외부 층을 포함하는 골프공이 제공된다.

Description

낮은 정규화 수증기 투과율을 갖는 얇은 열성형된 예비성형물(들)이 합체된 골프공 {GOLF BALL INCORPORATING THIN THERMOFORMED PRE-FORM(S) HAVING LOW NORMALIZED MOISTURE VAPOR TRANSMISSION RATE}
얇은 수분 장벽 필름 층이 합체된 내구성 골프공.
통상의 골프공은 중실형(solid) 및 권취형(wound)의 2가지 일반적인 부류로 나뉠 수 있다. 중실형 골프공은 1-편형(one-piece), 2-편형(two-piece) (즉, 단층 코어 및 단층 커버), 및 다층 (즉, 하나 이상의 층의 중실형 코어 및/또는 하나 이상의 층의 커버) 골프공을 포함한다. 권취형 골프공은 전형적으로, 인장된 엘라스토머 재료에 의해 둘러싸인 중실형, 중공형, 또는 유체-충전형 센터, 및 커버를 포함한다.
골프공 재료의 예는 범위가 고무 재료, 예컨대 발라타, 스티렌 부타디엔, 폴리부타디엔, 또는 폴리이소프렌에서부터 열가소성 또는 열경화성 수지, 예컨대 이오노머, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리우레아 및/또는 폴리우레탄/폴리우레아 하이브리드, 및 그의 블렌드에까지 이른다. 전형적으로, 외부 층은 압축 성형, 캐스팅, 또는 사출 성형을 통해 최내측 골프공 층의 구형 외부 표면 주위에 형성된다.
골프공 제조자 관점에서, 폭넓은 범위의 특성, 예컨대 탄력, 내구성, 스핀 및 "감촉"을 나타내는 재료를 갖는 것이 바람직한데, 그 이유는 그로써 제조자가 상이한 수준의 능력 및/또는 선호도에 적합한 골프공을 제조 및 판매하는 것이 가능해지기 때문이다. 이와 관련하여, 골프공 재료의 특성을 다양하게 하고/거나, 커버 및 코어 사이에 배치된 적어도 1개의 중간 층과 같은 추가의 골프공 층을 부가함으로써 스핀, 감촉, CoR 및 압축과 같은 골프공의 플레잉(playing) 특징을 맞춤화할 수 있다. 중간 층은 중실형 구조체일 수 있고, 또한 인장된 엘라스토머성 권취로 형성되어 있다. 이들 상이한 유형의 구조체로부터 초래되는 플레이 특징의 차이는 상당히 유의할 수 있다.
골프공의 공지된 문제점은 수증기가 경우에 따라서는 골프공 재료 내로 침투한다는 것이며, 이는 골프공 특성에 유해한 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 퍼옥시드 및/또는 아연 디아크릴레이트와 가교된 폴리부타디엔 코어가 물을 흡수하는 경우, 코어는 탄력을 잃는 경향이 있고, 공의 압축 및 반발 계수 (CoR)가 변할 수 있다.
전형적으로, 60일의 기간에 걸쳐 38℃ 및 90% 습도에서, 유의한 양의 수분이 코어에 진입할 수 있고 공의 초기 속도를 1.8 ft/s 내지 4.0 ft/s 또는 그 초과 만큼 감소시킬 수 있다. 압축의 변화는 약 5 PGA 내지 약 10 PGA 또는 그 초과까지 다양할 수 있다. 흡수된 수증기는 또한 골프공 CoR을 감소시킨다. 골프공이 25 내지 35% RH와 같은 주위 조건 하에서 뿐만 아니라 고온 및 고습도의 조건 하에서 장시간 저장 및/또는 사용되는 경우, 골프공의 CoR은 수증기 흡수로 인해 경시적으로 감소하는 경향이 있다. 유감스럽게도, 적어도 일부 널리 사용되는 폴리우레탄 커버 재료는 또한 수분 침투에 취약한 경향이 있어 코어를 적절히 보호할 수 없다.
산업계에서는, 그러하지 않을 경우 물 침투에 취약할 골프공 재료에 걸쳐 수분 장벽 층을 적용함으로써 상기와 같은 문제점을 해결해 왔다. 이와 관련하여, 효과적인 수분 장벽 층은, 피복된 재료 내로의 수분 침투에 대한 장벽을 생성하여 물의 부정적 영향으로부터 재료를 보호할 만큼 낮은 수증기 투과율 (MVTR)을 갖는다.
많은 골프공에서, 수분 장벽 층은, 다른 중요한 골프공 특성, 예컨대 CoR, 내구성 및 압축을 희생시키거나 또는 제조 비용을 불필요하게 증가시키는 것을 피하기 위해 가능한 얇아야 하는 것으로 밝혀졌다. 초창기, 골프공 제조자는 사출 성형된 수분 장벽 재료의 매우 얇은 층을 사용하려고 하였고, 이는 바람직하지 못하게 비-균일한 두께를 가지며 핀 홀을 함유하는 비-동심, 비-형상추종(non-conformal) 층을 생성하는 경향이 있었으며, 이들 각각은 바람직하지 못한 성능 특징을 생성하고/거나 내구성 문제를 제기할 수 있다.
따라서, 수분 장벽 재료의 코팅 층이 또한 연구된 바 있으나, 코팅 재료 및 인접 내부 층 사이의 계면에 공기 포켓이 형성될 때 층 두께 균일성 문제 뿐만 아니라 접착 및 내구성 문제를 제기할 수 있다. 이와 관련하여, 박락된 판상 입자 또는 특화된 저투과율 중합체, 예컨대 폴리비닐리덴 클로라이드 ("PVDC")를 함유하는 나노-복합체 충전된 엘라스토머성 코팅의 종래의 얇은 수분 장벽 코팅 층은, 골프채에 의한 충격으로 인해 수분 장벽 코팅 층이 크래킹될 때 장벽 유효성의 손실, 탄력 결핍, 내구성 문제, 및 표시되는 층간 접착 문제점을 갖는다. PVDC 코팅의 장벽 특성은 전형적으로 주위 온도 (실온) (약 68 내지 77℉)에서 또는 그 미만에서 최상이지만, 승온에서는 빠르게 저하된다.
이에 따라, 골프공 제조자는 그 대신에 수분 장벽 재료의 얇은 필름 층을 시도한 바 있다. 예를 들어, 이와 같은 목적을 위해서 매우 얇은 금속성 필름 층이 합체된 바 있다. 예를 들어, 코메아우(Comeau) 등의 미국 특허 제9,433,826호를 참조하기 바란다. 그러나, 그러한 필름과 관련하여 일반적으로 촉매 코팅 전처리가 필요하며, 이는 복잡할 뿐만 아니라 골프공 제조 비용을 증가시킬 수 있다. 상이한 접근법에서, 10 마이크로미터 (㎛) 내지 300 ㎛ 미만의 두께를 갖는 평평한 이오노머 수지 필름 시트를 공 몸체 주위에서 압축 성형시키면서 상기 수지에 딤플(dimple)을 또한 형성시켰다. 그러나, 수분 장벽 재료의 수지 시트가 열 압축 성형 공정 동안 공 몸체 표면 상의 일부 영역에서 중첩되는 것을 방지할 방법이 없었고, 그로 인해, 생성된 필름 층에서의 비-균일성 및 필름 간의 접착 문제 및 그들 사이의 계면에서 매립된 공 몸체를 생성하는 경향이 있었다.
대안적인 접근법에서, 매우 얇은 이오노머 시트 블랭크를 오목 반구형 컵-형상의 하프-쉘(half-shell) 금형의 내부 면 내로 및 그 안에 진공-흡입시켰다. 그로 인해 1.5 mm 이하의 두께를 갖는 얇은 수분 장벽 필름의 예비성형된 하프 쉘이 생성되었으나 내구성 문제가 발생할 수 있는데, 그 이유는 이 방법이 생성된 예비성형된 컵-형상의 하프-쉘 필름의 외부 직경 및 형상이 금형의 내부 면의 직경 및 형상과 상이한 것을 가능케 하며, 이는 필름 예비성형물의 윤곽이 매립된 코어/하위조립체(subassembly)의 윤곽과 항상 매칭되는 것은 아니므로 매립된 코어/하위조립체 및 컵-형상의 필름 간의 갭을 초래할 수 있기 때문이다.
한편, 골프공 구조체 내 얇은 필름 수분 장벽 층의 합체가 직면하는 주요 난점은 탁월한 정규화 MVTR (nMVTR) 기준을 달성하면서도, 골프공을 타격하는 골프채 면의 엄청난 힘을 지속시키에 충분한 신도를 견딜 수 있는 재료를 생성하는 것이다. 정규화 MVTR은 재료의 두께와 상관없이 재료의 수분 침투 저지 능력을 비교하며, 식 VTR (g·mm/m2·일)·(1/두께(mm)) 또는 g/(m2·일)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 이오노머는 전형적으로 이상적이지 않은 9 내지 12의 nMVTR을 갖는다. 그리고, 폴리비닐리덴 클로라이드 코팅은 3.9 내지 6.3 범위의 nMVTR을 나타낼 수 있지만, 그러한 코팅은 일반적으로 상기 논의된 코팅의 제한을 갖는다.
따라서, 탁월한 nMVTR을 가지면서, 1) 층들 사이의 갭을 피하기 위해, 매립된 코어/하위조립체의 형상 및 윤곽에 매칭하도록/따르도록 형상화 및 크기설정되고; 2) 균일한 두께를 가지며; 3) 골프채 타격을 견디기에 충분한 신장 특성을 가지며; 4) 골프공의 요망되는 플레잉 특징을 변경시키거나 그에 부정적으로 영향을 미치지 않는 수분 장벽 재료의 매우 얇은 필름 구성요소가 합체될 수 있는 골프공 구조체가 필요하다. 그러한 골프공 및 골프공의 제조 방법은 유용할 것이고, 바람직하게는 비용 효과적일 것이다. 본 발명의 골프공 및 본 발명의 골프공의 제조 방법은 이와 같은 필요성을 다루고 해결한다.
따라서, 본 발명의 골프공은, 4.0 미만의 정규화 수증기 투과율 ("nMVTR")을 가지며, 매립되는 하위조립체 주위에 형성될 때 코어/하위조립체의 형상 및 윤곽에 매칭하는/따르는 윤곽을 가지며, 종래의 매우 얇은 수분 장벽 층 구조체의 상기한 내구성 문제가 없고 균일한 두께를 제공하는 예비성형된 구조체를 갖는 적어도 1개의 매우 얇은 수분 장벽 필름 층이 합체된다. 한 실시양태에서, 본 발명의 골프공은 하위조립체; 수분 장벽 필름 층이 4.0 g/(m2·일) 미만의 nMVTR를 갖도록 하위조립체 상에 및 그 주위에 형상추종적으로(conformally) 및 접착식으로 정합되며 수용하도록 크기설정, 형상화 및 윤곽화된 제1 및 제2 내부 표면을 갖는 제1 및 제2 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘로 이루어지고, 0.020 인치 미만의 연속적이고 실질적으로 균일한 열성형 두께를 갖는 수분 장벽 필름 층; 및 수분 장벽 필름 층의 nMVTR을 초과하는 nMVTR을 갖는 수분 장벽 필름 층의 외부 표면 주위에 배치된 적어도 1개의 외부 층을 포함한다.
특정 실시양태에서, 수분 장벽 필름 층은 약 0.003 인치 내지 0.020 인치 미만의 열성형 두께를 갖는다. 수분 장벽 필름 층은 약 0.5 g/(m2·일)의 nMVTR을 가질 수 있다. 그러한 구체적인 실시양태에서, 수분 장벽 필름 층은 약 0.0035 인치 초과 내지 0.010 인치의 열성형 두께를 가질 수 있다. 수분 장벽 필름 층은 5-겹일 수 있으며 (즉, 5개의 필름 층으로 이루어질 수 있음), 여기서 제2 필름 층 및 제4 필름 층은 타이(tie) 층이고, 제3 필름 층은 제2 필름 층 및 제4 필름 층 사이에 배치되고 수분 장벽 조성물로 이루어진다. 5개의 필름 층 중 제1 필름 층은 저밀도 폴리에틸렌 조성물로 이루어질 수 있고, 제2 필름 층은 에틸렌 비닐 아세테이트 조성물로 이루어질 수 있고, 제3 필름 층은 폴리비닐리덴 클로라이드 조성물로 이루어질 수 있고, 제4 필름 층은 에틸렌 비닐 아세테이트 조성물로 이루어질 수 있고, 제5 필름 층은 저밀도 폴리에틸렌 조성물로 이루어질 수 있다.
이러한 한 실시양태에서, 5개의 필름 층은 실질적으로 유사한 두께를 가질 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 제2 필름 층은 제4 필름 층의 두께와 실질적으로 유사한 두께를 가질 수 있고, 한편 각각의 제1 필름 층, 제3 필름 층 및 제5 필름 층은 제2 필름 층 및 제4 필름 층의 두께를 초과하는 두께를 가질 수 있다.
대안적인 이러한 실시양태에서, 수분 장벽 필름 층은 약 0.01 인치 내지 0.020 인치 미만의 열성형 두께를 가질 수 있다. 각각의 제1 및 제2 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘은 폴리올레핀-기반의 가황 열가소성 엘라스토머 조성물로 이루어질 수 있다.
상이한 실시양태에서, 수분 장벽 필름 층은 약 0.8 g/(m2·일)의 정규화 MVTR을 가질 수 있다. 수분 장벽 필름 층은 약 0.0035 인치 초과 내지 0.010 인치의 열성형 두께를 가질 수 있다. 수분 장벽 필름 층의 각각의 제1 및 제2 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘은 폴리에틸렌 이오노머 공중합체 조성물로 이루어질 수 있다.
본 발명의 골프공의 한 실시양태에서, 본 발명에 따른 골프공의 하위조립체는 구형 외부 표면을 갖는 단층 중실형 고무-기반 코어로 이루어질 수 있고, 외부 층은 열경화성 또는 열가소성 폴리우레탄 조성물로 구성된 커버일 수 있으며, 여기서 골프공은 적어도 약 0.800의 CoR을 갖는다.
본 발명의 골프공의 또 다른 실시양태에서, 본 발명에 따른 골프공의 하위조립체는, 적어도 1개의 외부 코어 층에 의해 둘러싸인 구형 중실형 고무-기반 내부 코어 층을 갖는 코어로 이루어질 수 있으며; 여기서 외부 층은 열경화성 또는 열가소성 폴리우레탄 조성물로 구성된 커버이고, 골프공은 적어도 0.800의 CoR을 갖는다.
한 실시양태에서, 본 발명에 따른 골프공의 하위조립체는 고도로 중화된 중합체 조성물을 포함하는 최외측 층을 가질 수 있으며, 그 주위에 수분 장벽 필름 층이 배치된다. 이러한 실시양태에서, 최외측 층은 수분 장벽 필름 층의 nMVTR을 초과하는 nMVTR을 가져야 한다.
한 실시양태에서, 필름 층 및 인접 내부 층 간의 접착 강도는 적어도 약 1.1 lbf/in이다. 또 다른 실시양태에서, 필름 층 및 인접 외부 층 간의 접착 강도는 적어도 약 15 lbf/in이다.
본 발명은 또한, 하위조립체를 제공하는 단계; 0.020 인치 이하의 동일한 두께를 갖는 제1 및 제2 필름 시트를 제공하고, 제1 및 제2 필름 시트를 하위조립체의 외부 표면과 동일한 크기, 형상 및 외부 표면 윤곽을 갖는 제1 및 제2 금형 상에서 및 그 주위에서 각 필름 시트를 연화 및 드레이프(drape)시키기에 충분히 가열하는 단계이며, 여기서 제1 및 제2 금형은 드레이프 동안 제1 및 제2 필름 시트에 접착되지 않는 재료로 구성된 것인 단계; 제1 및 제2 금형 상의 각 필름 시트를 냉각시키고, 하위조립체의 외부 표면과 형상추종적으로 및 접착식으로 정합되고 수용하도록 크기설정, 형상화 및 윤곽화된 제1 및 제2 내부 표면을 갖는 제1 및 제2 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘을 형성시키는 단계; 제1 및 제2 열-유도 필름 예비성형 하프 쉘을 제1 및 제2 금형으로부터 제거하는 단계; 제1 및 제2 열-유도 필름 예비성형 하프 쉘을 하위조립체의 외부 표면 상에서 및 그 주위에서 열성형하고, 외부 표면 주위에 수분 장벽 필름 층을 형성시키는 단계이며, 여기서 수분 장벽 필름 층은 4.0 g/(m2·일) 미만의 nMVTR을 갖도록 외부 표면과 형상추종적으로 및 접착식으로 정합되고, 0.020 미만의 연속적이고 실질적으로 균일한 두께를 갖는 것인 단계; 및 수분 장벽 필름 층의 nMVTR을 초과하는 MVTR을 갖는 중합체 재료로 구성된 수분 장벽 필름 층 주위에 적어도 1개의 외부 층을 형성시키는 단계를 포함하는, 골프공의 제조 방법에 관한 것이다. 특정 실시양태에서, 제1 및 제2 필름 시트를 제1 및 제2 금형 상에서 및 그 주위에서 각 필름 시트를 연화 및 드레이프시키기에 충분히 가열하는 단계 동안, 진공이 가해지거나 또는 달리 생성될 수 있다.
본 발명의 내구성 골프공은, 바람직한 플레잉 특징을 변경시키거나 그에 부정적 영향을 미치지 않으면서, 통상의 골프공 내부 및 외부 층에 인접하고 매우 얇은 수분 장벽 필름 층 간에 탁월한 접착을 나타낸다. 수분 장벽 필름 층은 4.0 g/(m2·일) 미만의 nMVTR (본 발명의 배경기술에서 규정됨)을 가지며, 0.020 인치 미만의 연속적이고 실질적으로 균일한 열성형 두께를 가지며, 하위조립체 상에 및 그 주위에 형상추종적으로 및 접착식으로 정합되고 수용하도록 크기설정, 형상화 및 윤곽화된 제1 및 제2 내부 표면을 갖는 제1 및 제2 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘로 이루어진다. 수분 장벽 필름 층의 nMVTR을 초과하는 nMVTR을 갖는 적어도 1개의 외부 층은 수분 장벽 필름 층의 외부 표면 주위에 배치될 수 있다.
본원에 사용되는 어구 "제1 및 제2 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘"이란, 명시된 두께를 갖는 매우 얇은 하프 쉘-형상의 필름을 지칭하며, 필름 재료의 매우 얇은 제1 및 제2 시트를 하위조립체의 외부 표면과 동일한 크기 및 형상을 갖는 금형 외부 표면 주위에서 연화 및 드레이프시키기에 충분한 열에 노출시킴으로써 생성된다. 금형은 연화 및 드레이프 동안 필름 재료의 제1 및 제2 시트에 접착하지 않는 조성물로 이루어진다. 열-유도 진공 성형을 사용하면, 필름 시트가 금형 상에서 및 그 주위에서 드레이프되고 하위조립체의 외부 표면에 형상추종적이도록 크기설정 및 형상화된 내부 표면을 갖는 제1 및 제2 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘을 생성하고 그와 연속적으로 접착식으로 정합되는 것을 가능케 한다. 제1 및 제2 내부 표면, 및 그들 사이의 계면에서의 하위조립체의 외부 표면의 상호작용은 강한 접착을 생성하고, 제1 및 제2 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘은 하위조립체에 수분 침투에 대한 균일하고 연속적인 보호를 제공한다. 구체적인 실시양태에서, 하위조립체의 외부 표면과 동일한 크기, 형상 및 외부 표면 윤곽을 갖는 필름 시트의 내부 표면을 생성하기 위해, 제1 및 제2 금형 상에서 및 그 주위에서 제1 및 제2 필름 시트의 연화 및 드레이프 동안 진공이 가해질 수 있다.
따라서, 본원에 사용되는 용어 "열성형 두께"란, 필름 시트의 상기와 같은 열 유발 진공 성형에 이어 하위조립체의 외부 표면 주위의 제1 및 제2 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘의 열-유도 압축 성형으로부터 초래되는 수분 장벽 필름 층의 두께를 지칭한다. 유리하게는, 본 발명의 완성된 골프공에서, 생성된 수분 장벽 필름 층은 제공되는 필름 시트의 두께보다 적어도 50% 더 얇을 수 있고, 금형 상에서 및 그 주위에서 연화 및 드레이프될 수 있다. 이는 바람직하게는, 내구성 문제를 제기하고/거나 성능 특징을 변화시키지 않으면서, 내부 층을 수분 침투로부터 보호하는 매우 얇은 수분 장벽 필름 층을 생성한다. 이는 적어도 부분적으로, 종래 수분 장벽 층에서 발견되는 핀 홀이 없고 인접 내부 층 주위에서 형상추종적인 매우 얇은 수분 장벽 필름 층의 연속적이고 균일한 두께에 기인한다.
따라서, 이어서, 각각의 드레이프된 필름 시트는 그의 금형 상에서 냉각되면, 제1 및 제2 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘로서 그로부터 제거될 수 있고, 외부 표면 상에 및 그 주위에 형상추종적으로 및 접착식으로 정합되고 0.020 미만의 연속적이고 실질적으로 균일한 두께를 갖는 수분 장벽 필름 층으로서 하위조립체의 외부 표면 상에서 및 그 주위에서 열-유도 압축 성형될 수 있다. 수분 장벽 필름 층의 nMVTR을 초과하는 nMVTR을 갖는 적어도 1개의 외부 층이 수분 장벽 필름 층을 둘러쌀 수 있다.
제1 및 제2 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘의 특유의 구조체와 조합된 필름 층의 열성형 품질은, 필름 층 및 그가 보호하는 하위조립체의 외부 표면 사이에 갭이 형성되는 것을 방지함으로써 접착 문제점을 최소화하고, 목표 골프공 특징을 부정적으로 변화시키거나 또는 달리 방해하거나 또는 그에 영향을 미치지/그를 변경시키지 않는 균일하고 연속적인 (핀 홀이 없는), 또한 매우 얇은 필름 층을 생성한다. 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘 및 상기와 같은 외부 층, 예컨대 커버는 동시에 또는 별도의 성형 단계에서 성형될 수 있음이 구상된다.
열-유도 예비성형 필름 하프 쉘은 수동으로 또는 기계로 하위조립체 주위에서 조립될 수 있으며, 이어서 함께 열-유도 압축 성형될 수 있다. 압축 성형 금형은 전형적으로 한 쌍의 반구형 금형에서 형성된 금형 공동(cavity)을 가지며, 하위조립체 주위에 조립된 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘이 거기에 놓여질 수 있다. 이어서, 열 및 압력의 조합이 가해지고, 하위조립체 주위에서 매우 얇은 단위 1-편형 수분 장벽 층으로서 하위조립체의 외부 표면에 융합되는 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘이 생성된다. 그런 다음, 사용되는 커버 재료에 따라, 커버 층의 형성을 위한 여러 가능한 방법 중 하나, 예컨대, 하기에 추가로 보다 상세히 논의되는 사출 성형을 사용하여 별도의 단계에서 매우 얇은 수분 장벽 층 주위에 커버 층을 형성시킬 수 있다.
반구형 금형 쌍이 커버 성형 작업 동안 골프공의 외주 상에 딤플 패턴을 형성하기 위해 기계가공된 또는 달리 그의 공동에 제공된 돌출부의 어레이를 갖는 것, 및 한 쌍의 반구형 커버 블랭크가 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘의 조립체 및 하위조립체 상에 정반대의 위치로 놓여지고 반구형 금형에 함께 놓여지며, 열-유도 압축 성형 작업으로 처리될 수 있는 것인 실시양태가 또한 구상된다. 이러한 실시양태에서, 반구형 커버 블랭크 쌍은 매우 얇은 수분 장벽 층의 외부 표면에 융합되어 단위 1-편형 커버 구조물을 형성하고, 이 구조물은 또한 형성된 1-편형의 매우 얇은 수분 장벽 층을 피막화한다.
열-유도 예비성형 필름 하프 쉘은 단일-겹 또는 다중-겹 (공압출) 필름 시트로서 사용하여 제조될 수 있다. 다중-겹 필름 시트는 둘 이상의 아주 매우 얇은 상이한 층의 재료를 함유할 수 있다. 유리하게는, 각각의 아주 매우 얇은 상이한 층의 재료는 인접 층에 비해 매우 얇은 수분 장벽 필름 층을 생성하는데 있어서 1차 유익의 이유/원인일 수 있다. 예를 들어, 다층 필름 시트는 생성된 매우 얇은 필름 수분 장벽 층 및 하위조립체 간에 탁월한 접착을 생성하는 제1 층을 포함할 수 있으면서, 다층 필름 시트의 중간 층은 하위조립체 내로의 수분 침투에 대한 탁월한 보호를 제공할 수 있고, 여기서 다층 필름 시트의 제3 층은 초래된 다층 필름 간에 큰 접착력을 생성하고 커버와 같은 외부 층을 둘러싼다. 이러한 경우, 조합된 다층 필름 시트의 모든 3개의 층이 함께 코어/하위조립체를 수분 침투로부터 보호하도록 탁월한 수분 장벽 특성 뿐만 아니라, 열성형된, 열-유도 예비성형된 매우 얇은 필름 하프 쉘로서 골프공 내로 합체되는 경우 접착력을 부여할 수 있다.
선택된 특정 필름 시트에 관계없이 (즉, 단일 재료이든지 다중-겹이든지), 열성형된, 열-유도 예비성형된 매우 얇은 필름 하프 쉘의 특유의 구조체이며, 이는 유리하게는 코어/하위조립체의 외부 표면 상에 및 그 주위에 형상추종적으로 및 접착식으로 정합된 연속적이고 실질적으로 균일한 매우 얇은 필름의 수분 장벽 필름 층을 생성함으로써 얇은 수분 장벽 필름 층이 합체된 종래 골프공의 단점을 다루고 해결하며, 하위조립체를 상당한 정도로 지속적으로 보호한다 (즉, nMVTR이 4.0 미만, 또는 3.0 미만, 또는 2.0 미만, 및 심지어 1.0 미만, 또는 약 0.8 이하, 또는 약 0.5 이하, 또는 약 0.4 이하임).
필름 층과 인접 층 사이의 계면에서 바람직하게는 충분한 접착도가 생성되며, 이는 예를 들어 물리적 박리 시험(Peel Test)을 사용하여 평가될 수 있다. 이와 관련하여, 대략 ½ 인치의 스트립을 시험하고자 하는 전체 층을 절단해 낼 만큼 깊게 골프공의 적도 둘레를 절단할 수 있다. 다음으로, 스트립을 가로질러 수직 절단을 할 수 있으며, 약 ½ 인치의 탭(tab)을 제조할 만큼만 스트립의 한쪽 말단을 접어올릴 수 있다. 이어서, 공을 탭이 위쪽을 향하는 폴(pole)에 의해 지그(jig) 내로 클램핑할 수 있다. 지그는 클램핑된 공이 폴에 평행한 축 주위에서 자유롭게 회전하는 것을 허용한다. 그런 다음, 탭을 만능 시험 기계의 20 lb. 로드(load) 셀에 클램핑한다. 이어서, 0.5 in./min.의 속도로 공에서부터 탭을 떼어낼 수 있고, 기저 층에서 외부 층을 떼어내는데 필요한 힘을 기록한다.
한 실시양태에서, 필름 층 및 인접 내부 층 간의 접착 강도는 적어도 약 1.1 lbf/in, 또는 2 lbf/in 초과이다. 또 다른 실시양태에서, 필름 층 및 인접 내부 층 간의 접착 강도는 약 5 lbf/in 이상이다. 또 다른 실시양태에서, 필름 층 및 인접 내부 층 간의 접착 강도는 약 10 lbf/in 이상이다. 또 다른 실시양태에서, 필름 층 및 인접 내부 층 간의 접착 강도는 약 15 lbf/in 이상이다. 대안적인 실시양태에서, 필름 층 및 인접 내부 층 간의 접착 강도는 약 20 lbf/in 이상이다. 상이한 실시양태에서, 필름 층 및 인접 내부 층 간의 접착 강도는 25 lbf/in 초과, 또는 30 lbf/in 초과이다.
한 실시양태에서, 필름 층 및 인접 외부 층 간의 접착 강도는 2 lbf/in 초과이다. 또 다른 실시양태에서, 필름 층 및 인접 외부 층 간의 접착 강도는 약 5 lbf/in 이상이다. 또 다른 실시양태에서, 필름 층 및 인접 외부 층 간의 접착 강도는 약 10 lbf/in 이상이다. 또 다른 실시양태에서, 필름 층 및 인접 외부 층 간의 접착 강도는 약 15 lbf/in 이상이다. 대안적인 실시양태에서, 필름 층 및 인접 외부 층 간의 접착 강도는 약 20 lbf/in 이상이다. 상이한 실시양태에서, 필름 층 및 인접 외부 층 간의 접착 강도는 25 lbf/in 초과, 또는 30 lbf/in 초과이다.
하기는 열성형된 제1 및 제2 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘이 합체될 수 있는 골프공 구조체의 비-제한적 예이다. 제1 예에서, 본 발명의 골프공은 약 1.58"의 직경을 갖는 단층 또는 다층 고무-기반 코어를 포함할 수 있으며, 이는 약 0.5의 nMVTR 및 약 0.02 인치 미만의 두께를 갖는 매우 얇은 수분 장벽 필름 층에 의해 둘러싸이고 매립되며, 폴리올레핀-기반 가황 열가소성 엘라스토머, 즉, 어드밴스드 엘라스토머 산토프렌(Adv. Elastomer Santoprene)®203-50 또는 ®201-87 또는 ®201-73의 단층 시트를 함유하는 열성형된 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘로 이루어진다. 열-유도 진공 형태 성형에 의해 예비성형물을 제조한 다음, 코어 주위에서 조립하고, 압축 성형한다. 매우 얇은 수분 장벽 필름 층 주위에 폴리우레탄 커버를 형성시켜 골프공을 완료할 수 있다. 커버는 본 실시양태에서 0.045 인치의 두께를 갖는다. 커버가 목적하는 대로 열경화성 또는 열가소성 재료일 수 있는 실시양태가 구상된다.
제2 예에서, 본 발명의 골프공은, 제2 예에서는 매우 얇은 수분 장벽 필름 층이 약 0.005 인치의 두께 및 약 0.8의 nMVTR을 가지며, 산토프렌®TPE 시트에 기반하는 것이 아닌, PE AA 공중합체, 즉, 바스프(BASF) 루칼렌(Lucalen)®A2910M 또는 루칼렌®A3710MX의 단층 시트를 각각 함유하는 열성형된 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘로 이루어진 것을 제외하고는, 제1 예의 골프공에 포함된 것과 동일한 코어 및 커버가 합체될 수 있다.
제3 예에서, 본 발명의 골프공은, 제3 예에서는 매우 얇은 수분 장벽 필름 층이 약 0.004 인치의 두께 및 약 0.5의 nMVTR을 가지며, 산토프렌®TPE 또는 루칼렌®A2910M (또는 루칼렌®A3710MX)가 아닌 다우 사라넥스(Dow Saranex)®453 (LPDE/EVA/PVDC/EVA/LDPE (시트 당))의 5층 시트를 각각 함유하는 열성형된 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘로 이루어진 것을 제외하고는, 제1 및 제2 예의 골프공에 포함된 것과 동일한 코어 및 커버가 합체될 수 있다.
제4 예에서, 본 발명의 골프공은 약 1.50"의 직경을 갖는 단층 또는 다층 고무-기반 코어를 포함할 수 있다. 코어는 이오노머 내부 커버 층으로 이루어진 3층 커버 배열에 의해 둘러싸이며, 약 0.02 인치 미만의 두께 및 약 0.5의 nMVTR을 가지며 폴리올레핀-기반 가황 열가소성 엘라스토머, 즉, 산토프렌®TPE의 단층 시트를 함유하는 열성형된 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘로 이루어진 매우 얇은 수분 장벽 필름 층에 의해 둘러싸이고 매립되며, 이는 폴리우레탄 커버 층에 의해 둘러싸여 골프공이 완료된다. 이러한 실시양태에서, 하위조립체는 이오노머 내부 커버 층에 의해 둘러싸인 단층 또는 다층 고무-기반 코어로 이루어지고, 그 주위에서 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘이 열-유도 압축 성형될 수 있다. 본 실시양태에서 커버는 (매우 얇은 수분 장벽 필름 층 제외) 0.030 인치의 두께를 갖는다.
제5 예에서, 본 발명의 골프공은, 본 제5 예에서는 매우 얇은 수분 장벽 필름 층이 약 0.005 인치의 두께 및 약 0.8의 nMVTR을 가지며, 산토프렌®TPE 시트에 기반하는 것이 아닌, PE AA 공중합체, 즉, 루칼렌®A2910M 또는 루칼렌®A3710MX의 단층 시트를 각각 함유하는 열성형된 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘로 이루어진 것을 제외하고는, 제3 예의 골프공과 동일한 코어 및 커버 배열이 합체될 수 있다.
제6 예에서, 본 발명의 골프공은, 제6 예에서는 매우 얇은 수분 장벽 필름 층이 약 0.004 인치의 두께 및 약 0.5의 nMVTR을 가지며, 산토프렌®TPE 또는 루칼렌®A2910M (또는 루칼렌®A3710MX)이 아닌 다우 사라넥스®453 (LPDE/EVA/PVDC/EVA/LDPE (시트 당))의 5층 시트를 각각 함유하는 열성형된 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘로 이루어진 것을 제외하고는, 제4 및 제5 예의 골프공에 포함된 것과 동일한 코어 및 커버가 합체될 수 있다.
유리하게는, 다수의 매우 얇은 수분 장벽 필름 층의 필요 없이, 단일의 매우 얇은 수분 장벽 필름 층이 골프공 구조체의 모든 내부 층을 수분 침투로부터 충분히 보호해야 한다. 그러나, 골프공 구조체가 2개 이상의 매우 얇은 수분 장벽 필름 층을 포함할 수 있는 실시양태가 구상됨을 이해하여야 한다.
따라서, 열성형된 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘의 수분 장벽 필름 층은 열성형된 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘의 수분 장벽 필름 층의 nMVTR보다 더 큰 nMVTR을 갖는 내부 층 내로 수분이 침투하는 것을 막도록 임의의 공지된 골프공 구조체와 관련하여 사용될 수 있음을 이해한다. 한편, 열성형된 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘의 수분 장벽 필름 층은 그의 nMVTR이 임의의 주변 골프공 층의 nMVTR보다 더 낮거나 더 작은 것이 특히 유용하다. 본 발명의 골프공에서, 매우 얇은 수분 장벽 필름 층을 둘러싸는 외부 층 및/또는 하위조립체는 통상의 열경화성 및/또는 열가소성 재료로부터 형성될 수 있으며, 여기서 하나의 제한은 매우 얇은 수분 장벽 필름 층이 일반적으로, 수분 침투에 취약한 재료를 함유하는 층을 둘러싸고 그에 인접해야 한다는 것이다. 그러나, 매우 얇은 수분 장벽 필름 층이, 수분 침투에 취약한 재료를 함유하는 층 주위에 형성된 층을 둘러싸고 그에 인접해 있는 실시양태가 구상된다.
본 발명의 골프공은 임의의 크기일 수 있지만, USGA는 시합에 사용되는 골프공이 적어도 1.68 인치의 직경을 가질 것을 요구한다. 미국 골프 협회(United States Golf Association, USGA) 규칙에서 벗어난 플레이의 경우, 골프공은 더 작은 크기의 것일 수 있다. 즉, 골프공은 USGA 요건에 따라 제조되고, 약 1.68 내지 약 1.80 인치 범위의 직경을 갖는다. 또한, USGA는 골프공에 대해 45.93 g (1.62 온스)의 최대 중량을 확립하였다. USGA 규칙에서 벗어난 플레이의 경우, 골프공은 더 무거울 수 있다. 따라서, 골프공의 직경은 예를 들어 약 1.680 인치 내지 약 1.800 인치, 또는 약 1.680 인치 내지 약 1.760 인치, 또는 약 1.680 인치 (43 mm) 내지 약 1.740 인치 (44 mm), 또는 심지어 임의의 경우 1.700 내지 약 1.950 인치의 범위일 수 있다.
경도 및 압축과 같은 특성과 함께, 상이한 층 (매우 얇은 수분 장벽 필름 층 제외)의 직경 및 두께는 스핀, 초기 속도, 및 감촉과 같은 골프공의 요망되는 플레잉 성능 특성에 따라 다양할 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "층"은 일반적으로 골프공의 임의의 구형 부분을 의미하며, 매우 얇은 수분 장벽 필름 층을 포함하지만, 매우 얇은 수분 장벽 필름 층은 골프공 플레잉 특징에 부정적 영향을 미치거나 또는 달리 그를 변경시켜서는 안된다.
따라서, 각 골프공 구성요소의 치수, 예컨대 코어의 직경, 및 중간 층(들), 커버 층(들) 및/또는 코팅 층(들)의 각 두께는 상기와 같은 요망되는 플레잉 특징 또는 감촉을 목표로 하고 달성하기 위해 관련 기술분야에 공지된 바와 같이 선택 및 코디네이팅될 수 있다. 원칙적으로, 본 발명의 골프공은 매우 얇은 수분 장벽 필름 층을 포함한 적어도 3-편형(three-piece)의 골프공이다. 그러나, 사실상 본 발명의 골프공이 매우 얇은 수분 장벽 필름 층을 포함한 2개의 층을 가질 수 있는 실시양태가 구상되며, 여기서 제한은 그러한 실시양태에서, 매우 얇은 수분 장벽 필름 층의 표면 특성은, 골프공이 크래킹 또는 달리 파괴되거나 수분 침투에 취약해지지 않고, 상기 표면을 타격하는 골프채의 큰 힘을 견딜 수 있는 정도이어야 한다는 것이다.
한 실시양태에서, 골프공은 단일 코어 및 단일 커버 층 또는 코팅 층을 포함할 수 있으며, 여기서 매우 얇은 수분 장벽 필름 층은 코어 주위에 배치되고 커버 또는 코팅 층에 의해 둘러싸인다.
또 다른 버전에서, 본 발명의 골프공은 이층 코어, 단층 커버, 및 적어도 1개의 매우 얇은 수분 장벽 필름 층이 합체될 수 있다. 이중-코어는 내부 코어 (센터) 및 주변 외부 코어 층을 포함한다. 본 실시양태에서, 매우 얇은 수분 장벽 필름 층은, 내부 코어 및/또는 외부 코어 층을 위해 선택된 재료가 전형적으로 수분 침투에 취약한 지의 여부에 따라, 내부 코어 및 외부 코어 층 사이에, 또는 외부 코어 층 및 단일-커버 층 사이에, 또는 이들 둘 다에 배치될 수 있다.
또 다른 버전에서, 골프공은 단일 코어 층 및 2개의 커버 층을 함유할 수 있으며, 여기서 적어도 1개의 매우 얇은 수분 장벽 필름 층은 수분이 골프공의 특정 내부 층에 침투하는 것을 방지하기 위해 필요에 따라, 즉, 단일 코어 층 및 최내측 커버 층 사이에, 또는 내부 커버 층 및 외부 커버 층 사이에, 또는 이들 둘 다에 배치된다. 또 다른 버전에서, 골프공은 이중-코어 및 이중-커버 (내부 커버 층 및 외부 커버 층)을 함유할 수 있고, 적어도 1개의 매우 얇은 수분 장벽 필름 층은 수분이 골프공의 특정 내부 층에 침투하는 것을 방지하기 위해 필요에 따라, 내부 코어 층 및 외부 코어 층 사이에, 외부 코어 층 및 내부 커버 층 사이에, 내부 커버 층 및 외부 커버 층 사이에, 또는 그의 조합에 배치될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명의 골프공은 이중-코어, 내부 커버 층, 중간 커버 층 및 외부 커버 층을 함유할 수 있으며, 여기서 적어도 1개의 매우 얇은 수분 장벽 필름 층은 수분이 2개의 주어진 층의 내부 층 내로 침투하는 것을 방지하기 위해 주어진 상기와 같은 층들 사이에 필요에 따라 배치된다. 또는, 골프공은 최내측 코어 층 (또는 센터), 중간 코어 층 및 외부 코어 층을 갖는 3층 코어, 및 내부 및 외부 커버 층을 갖는 2층 커버, 및 수분이 골프공의 특정 내부 층에 침투하는 것을 방지하기 위해 구조체의 2개의 주어진 층 사이에 필요에 따라 배치되는 적어도 1개의 매우 얇은 수분 장벽 필름 층을 함유할 수 있다.
즉, 본 발명의 골프공에서 코어 층은 예를 들어 중실형, 반중실형, 유체-충전형, 또는 중공형일 수 있고, 단편형(single-piece) 또는 다편형(multi-piece) 구조를 가질 수 있다.
코어 및 모든 중간 층의 전체 직경은 종종, 완성된 공의 전체 직경의 약 80% 내지 약 98%이다. 열경화성 조성물, 예컨대 고무, 스티렌 부타디엔, 폴리부타디엔, 이소프렌, 폴리이소프렌, 트란스-이소프렌; 열가소성 물질, 예컨대 이오노머 수지, 폴리아미드 또는 폴리에스테르; 및 열가소성 및 열경화성 폴리우레탄 및 폴리우레아 엘라스토머를 포함한 다양한 재료가 코어를 제조하는데 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, 코어는 천연 또는 합성 고무 조성물, 예컨대 폴리부타디엔으로부터 제조된 단편형이다. 다른 경우, 2-편형 코어가 구성되고; 즉, 2개의 코어 층이 있을 수 있다. 예를 들어, 내부 코어 부분은 제1 베이스 고무 재료로 제조될 수 있으며, 내부 코어를 둘러싸는 외부 코어 층은 제2 베이스 고무 재료로 제조될 수 있다. 각 코어 단편은 동일하거나 상이한 고무 재료로 제조될 수 있다. 고무 재료에 가교제 및 충전제가 첨가될 수 있다.
보다 특히, 중실형 코어를 위한 재료는 전형적으로 베이스 고무, 충전제, 개시제 및 가교제를 갖는 조성물을 포함한다. 베이스 고무는 전형적으로 천연 또는 합성 고무, 예컨대 폴리부타디엔 고무를 포함한다. 한 실시양태에서, 베이스 고무는 시스-구조를 적어도 40% 갖는 1,4-폴리부타디엔이다. 폴리부타디엔은 다른 엘라스토머, 예컨대 천연 고무, 폴리이소프렌 고무, 스티렌-부타디엔 고무 및/또는 다른 폴리부타디엔과 블렌딩될 수 있다. 코어에서 사용될 수 있는 또 다른 적합한 고무는 트란스-폴리부타디엔이다. 이와 같은 폴리부타디엔 이성질체는 성형 사이클 동안 폴리부타디엔의 시스-이성질체를 트란스-이성질체로 전환시킴으로써 형성된다. 연성 및 고속 작용제, 예컨대 펜타클로로티오페놀 (PCTP) 또는 ZnPCTP가 폴리부타디엔과 블렌딩될 수 있다. 이들 화합물은 또한 시스-투-트란스(cis-to-trans) 촉매로서의 기능을 하여 폴리부타디엔 내의 일부 시스-1,4 결합을 트란스 1,4 결합으로 전환시킬 수 있다.
비중 (밀도-개질 재료), 경도, 중량, 모듈러스, 탄성, 압축 등과 같은 특성을 개질시키는데 사용될 수 있는 충전제가 코어 조성물에 첨가될 수 있다. 통상, 충전제는 무기 물질이며, 적합한 충전제는 수많은 금속 또는 금속 산화물, 예컨대 산화아연 및 산화주석 뿐만 아니라, 황산바륨, 황산아연, 탄산칼슘, 탄산바륨, 점토, 텅스텐, 탄화텅스텐, 실리카, 및 그의 혼합물을 포함한다. 충전제는 또한 다양한 발포제(foaming agent) 또는 블로잉제(blowing agent), 탄산아연, 리그라인드(regrind) (전형적으로 약 30 메쉬 이하의 입자 크기로 분쇄된 재생 코어 재료), 고-무니(Mooney)-점도 고무 리그라인드 등을 포함할 수 있다. 또한, 중합체, 세라믹, 금속 및 유리 미소구체가 사용될 수 있다.
또한, 코어의 경도는 공의 요망되는 특성에 따라 다양할 수 있다.
코어는 예를 들어 약 0.09 인치 내지 약 1.65 인치 범위의 직경을 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 본 발명의 코어의 직경은 약 1.2 인치 내지 약 1.630 인치이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 2-편형 공의 일부인 경우, 코어는 약 1.5 인치 내지 약 1.62 인치 범위의 직경을 가질 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 코어의 직경은 약 1.3 인치 내지 약 1.6 인치, 바람직하게는 약 1.39 인치 내지 약 1.6 인치, 보다 바람직하게는 약 1.5 인치 내지 약 1.6 인치이다. 또 다른 실시양태에서, 코어는 약 1.55 인치 내지 약 1.65 인치, 바람직하게는 약 1.55 인치 내지 약 1.60 인치의 직경을 갖는다.
일부 실시양태에서, 코어는 0.500 또는 0.700 또는 0.750 또는 0.800 또는 0.850 또는 0.900 또는 0.950 또는 1.000 또는 1.100 또는 1.150 또는 1.200 또는 1.250 또는 1.300 또는 1.350 또는 1.400 또는 1.450 또는 1.500 또는 1.600 또는 1.610 인치의 하한 및 1.620 또는 1.630 또는 1.640 인치의 상한을 갖는 범위 내의 전체 직경을 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 코어는, 0.500 또는 0.700 또는 0.750 또는 0.800 또는 0.850 또는 0.900 또는 0.950 또는 1.000 또는 1.100 또는 1.150 또는 1.200 인치의 하한 및 1.250 또는 1.300 또는 1.350 또는 1.400 또는 1.450 또는 1.500 또는 1.600 또는 1.610 또는 1.620 또는 1.630 또는 1.640 인치의 상한을 갖는 범위 내의 전체 직경을 갖는 다층 코어이다. 또 다른 특정 실시양태에서, 다층 코어는 0.500 또는 0.700 또는 0.750 인치의 하한 및 0.800 또는 0.850 또는 0.900 또는 0.950 또는 1.000 또는 1.100 또는 1.150 또는 1.200 또는 1.250 또는 1.300 또는 1.350 또는 1.400 또는 1.450 또는 1.500 또는 1.600 또는 1.610 또는 1.620 또는 1.630 또는 1.640 인치의 상한을 갖는 범위 내의 전체 직경을 갖는다. 또 다른 특정 실시양태에서, 다층 코어는 1.500 인치 또는 1.510 인치 또는 1.530 인치 또는 1.550 인치 또는 1.570 인치 또는 1.580 인치 또는 1.590 인치 또는 1.600 인치 또는 1.610 인치 또는 1.620 인치의 전체 직경을 갖는다.
일부 실시양태에서, 내부 코어는 0.500 인치 이상, 또는 0.700 인치 이상, 또는 1.00 인치 이상, 또는 1.250 인치 이상, 또는 1.350 인치 이상, 또는 1.390 인치 이상, 또는 1.450 인치 이상의 전체 직경, 또는 0.250 또는 0.500 또는 0.750 또는 1.000 또는 1.250 또는 1.350 또는 1.390 또는 1.400 또는 1.440 인치의 하한 및 1.460 또는 1.490 또는 1.500 또는 1.550 또는 1.580 또는 1.600 인치의 상한을 갖는 범위 내의 전체 직경, 또는 0.250 또는 0.300 또는 0.350 또는 0.400 또는 0.500 또는 0.550 또는 0.600 또는 0.650 또는 0.700 인치의 하한 및 0.750 또는 0.800 또는 0.900 또는 0.950 또는 1.000 또는 1.100 또는 1.150 또는 1.200 또는 1.250 또는 1.300 또는 1.350 또는 1.400 인치의 상한을 갖는 범위 내의 전체 직경을 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 내부 코어는 열경화성 고무 조성물로부터 형성된 단층으로 이루어진다. 또 다른 실시양태에서, 내부 코어는 2개의 층으로 이루어지며, 이들 각각은 동일하거나 상이한 열경화성 고무 조성물로부터 형성된다. 또 다른 실시양태에서, 내부 코어는 3개 이상의 층을 포함하며, 이들 각각은 동일하거나 상이한 열경화성 고무 조성물로부터 형성된다. 또 다른 실시양태에서, 내부 코어는 열가소성 조성물로부터 형성된 단층으로 이루어진다. 또 다른 실시양태에서, 내부 코어는 2개의 층으로 이루어지며, 이들 각각은 동일하거나 상이한 열가소성 조성물로부터 형성된다. 또 다른 실시양태에서, 내부 코어는 3개 이상의 층을 포함하며, 이들 각각은 동일하거나 상이한 열가소성 조성물로부터 형성된다. 일부 실시양태에서, 외부 코어 층은 0.010 또는 0.020 또는 0.025 또는 0.030 또는 0.035 인치의 하한 및 0.040 또는 0.070 또는 0.075 또는 0.080 또는 0.100 또는 0.150 인치의 상한을 갖는 범위 내의 전체 두께, 또는 0.025 또는 0.050 또는 0.100 또는 0.150 또는 0.160 또는 0.170 또는 0.200 인치의 하한 및 0.225 또는 0.250 또는 0.275 또는 0.300 또는 0.325 또는 0.350 또는 0.400 또는 0.450 또는 0.450 인치 초과의 상한을 갖는 범위 내의 전체 두께를 가질 수 있다. 외부 코어 층은 대안적으로 0.10 인치 초과, 또는 0.20 인치 이상, 또는 0.20 인치 초과, 또는 0.30 인치 이상, 또는 0.30 인치 초과, 또는 0.35 인치 이상, 또는 0.35 인치 초과, 또는 0.40 인치 이상, 또는 0.40 인치 초과, 또는 0.45 인치 이상, 또는 0.45 인치 초과의 두께, 또는 0.005 또는 0.010 또는 0.015 또는 0.020 또는 0.025 또는 0.030 또는 0.035 또는 0.040 또는 0.045 또는 0.050 또는 0.055 또는 0.060 또는 0.065 또는 0.070 또는 0.075 또는 0.080 또는 0.090 또는 0.100 또는 0.200 또는 0.250 인치의 하한 및 0.300 또는 0.350 또는 0.400 또는 0.450 또는 0.500 인치의 상한을 갖는 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
한 실시양태에서, 외부 코어는 열경화성 고무 조성물로부터 형성된 단층으로 이루어진다. 또 다른 실시양태에서, 외부 코어는 2개의 층으로 이루어지며, 이들 각각은 동일하거나 상이한 열경화성 고무 조성물로부터 형성된다. 또 다른 실시양태에서, 외부 코어는 3개 이상의 층을 포함하며, 이들 각각은 동일하거나 상이한 열경화성 고무 조성물로부터 형성된다. 또 다른 실시양태에서, 외부 코어는 열가소성 조성물로부터 형성된 단층으로 이루어진다. 또 다른 실시양태에서, 외부 코어는 2개의 층으로 이루어지며, 이들 각각은 동일하거나 상이한 열가소성 조성물로부터 형성된다. 또 다른 실시양태에서, 외부 코어는 3개 이상의 층을 포함하며, 이들 각각은 동일하거나 상이한 열가소성 조성물로부터 형성된다.
중간 코어 층은 0.005 또는 0.010 또는 0.015 또는 0.020 또는 0.025 또는 0.030 또는 0.035 또는 0.040 또는 0.045 인치의 하한 및 0.050 또는 0.055 또는 0.060 또는 0.065 또는 0.070 또는 0.075 또는 0.080 또는 0.090 또는 0.100 인치의 상한을 갖는 범위 내의 전체 두께를 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 중간 코어는 열경화성 고무 조성물로부터 형성된 단층으로 이루어진다. 또 다른 실시양태에서, 중간 코어는 2개의 층으로 이루어지며, 이들 각각은 동일하거나 상이한 열경화성 고무 조성물로부터 형성된다. 또 다른 실시양태에서, 중간 코어는 3개 이상의 층을 포함하며, 이들 각각은 동일하거나 상이한 열경화성 고무 조성물로부터 형성된다. 또 다른 실시양태에서, 중간 코어는 열가소성 조성물로부터 형성된 단층으로 이루어진다. 또 다른 실시양태에서, 중간 코어는 2개의 층으로 이루어지며, 이들 각각은 동일하거나 상이한 열가소성 조성물로부터 형성된다. 또 다른 실시양태에서, 중간 코어는 3개 이상의 층을 포함하며, 이들 각각은 동일하거나 상이한 열가소성 조성물로부터 형성된다.
코어의 압축력은 일반적으로 전체적으로 약 40 내지 약 110의 범위이다. 다른 실시양태에서, 125 ft/s에서 본 발명의 코어의 전체 CoR은 적어도 0.750, 또는 적어도 0.775, 또는 적어도 0.780, 또는 적어도 0.785, 또는 적어도 0.790, 또는 적어도 0.795, 또는 적어도 0.800이다. 또한 코어는, 중간 및 커버 층에 또한 전형적으로 사용되는 다양한 다른 재료를 포함하는 것으로 공지되어 있다. 중간 층은 마찬가지로, 예를 들어 본원에 기재된 바와 같은 코어 및 커버에서 일반적으로 사용되는 재료를 또한 포함할 수 있다.
중간 층은 경우에 따라서는 골프공의 내부 코어 (또는 센터) 및 외부 커버 사이에 배치된 임의의 층(들)을 포함하는 것으로 생각되고, 이에 따라 일부 실시양태에서, 중간 층은 외부 코어 층, 매립 층, 또는 내부 커버 층(들)을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 골프공은 1개 이상의 중간 층을 포함할 수 있다. 중간 층은, 요망되는 경우, 다층 커버 또는 다층 코어와 함께, 또는 다층 커버 및 다층 코어 둘 모두와 함께 사용될 수 있다.
하나의 비-제한적 실시양태에서, 약 0.010 인치 내지 약 0.06 인치의 두께를 갖는 중간 층이 약 1.5 인치 내지 약 1.59 인치 범위의 직경을 갖는 코어 주위에 배치된다. 본 실시양태에서, 코어는 통상의 코어 재료, 예컨대 고무 조성물로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 중간 층은 통상의 캐스터블(castable) 열경화성 또는 사출 성형가능 열가소성 재료에 의해 커버될 수 있거나, 또는 본원에 논의된 또는 달리 관련 기술분야에 공지된 임의의 다른 커버 재료로 커버될 수 있다.
중간 층(들)은, 적어도 부분적으로, 하나 이상의 단독중합체 또는 공중합체 재료, 예컨대 이오노머, 주로 또는 완전 비-이오노머인 열가소성 재료, 비닐 수지, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리아미드, 아크릴 수지 및 그의 블렌드, 올레핀계 열가소성 고무, 스티렌 및 부타디엔의 블록 공중합체, 이소프렌 또는 에틸렌-부틸렌 고무, 코폴리(에테르-아미드), 폴리페닐렌 옥시드 수지 또는 그의 블렌드, 및 열가소성 폴리에스테르로부터 형성될 수 있다.
골프공의 중간 층에 대한 두께의 범위는 중간 층을 사용할 때 (즉, 외부 코어 층, 내부 커버 층, 권취형 층, 수분/증기 장벽 층으로서) 광대한 가능성 때문에 광범위하다. 본 발명의 골프공에서 사용될 때, 중간 층, 또는 내부 커버 층은 약 0.3 인치 이하의 두께를 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 중간 층의 두께는 약 0.002 인치 내지 약 0.1 인치, 바람직하게는 약 0.01 인치 이상이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 3-편형 공 또는 다층 공의 일부일 경우, 중간 층 및/또는 내부 커버 층은 약 0.010 인치 내지 약 0.06 인치 범위의 두께를 가질 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 중간 층 두께는 예를 들어 약 0.05 인치 이하, 또는 약 0.01 인치 내지 약 0.045 인치이다.
커버는 전형적으로 충분한 강도, 우수한 성능 특징, 및 내구성을 제공하는 두께를 갖는다. 한 실시양태에서, 커버 두께는 예를 들어 약 0.02 인치 내지 약 0.12 인치, 또는 약 0.1 인치 이하일 수 있다. 예를 들어, 커버는 2-편형 골프공의 일부일 수 있고, 약 0.03 인치 내지 약 0.09 인치 범위의 두께를 가질 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 커버 두께는 약 0.05 인치 이하, 또는 약 0.02 인치 내지 약 0.05 인치, 또는 약 0.02 인치 내지 약 0.045 인치일 수 있다.
커버는 단층, 이층 또는 다층 커버일 수 있고, 예를 들어 0.010 또는 0.020 또는 0.025 또는 0.030 또는 0.040 또는 0.045 인치의 하한 및 0.050 또는 0.060 또는 0.070 또는 0.075 또는 0.080 또는 0.090 또는 0.100 또는 0.150 또는 0.200 또는 0.300 또는 0.500 인치의 상한을 갖는 범위 내의 전체 두께를 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 커버는 0.010 또는 0.020 또는 0.025 인치 내지 0.035 또는 0.040 또는 0.050 인치의 두께를 갖는 단층일 수 있다. 또 다른 특정 실시양태에서, 커버는 0.010 또는 0.020 또는 0.025 인치 내지 0.035 또는 0.050 인치의 두께를 갖는 내부 커버 층 및 0.010 또는 0.020 또는 0.025 인치 내지 0.035 또는 0.040 인치의 두께를 갖는 외부 커버 층으로 이루어질 수 있다.
한 실시양태에서, 커버는 60 쇼어(Shore) D 이상, 또는 65 쇼어 D 이상의 표면 경도를 갖는 단층일 수 있다. 본 실시양태의 특정 측면에서, 커버는 60 쇼어 D 이상, 또는 65 쇼어 D 이상의 재료 경도를 갖는 조성물로부터 형성된다.
또 다른 특정 실시양태에서, 커버는 0.010 또는 0.020 인치 내지 0.035 또는 0.050 인치의 두께를 갖는 단층일 수 있고, 60 또는 62 또는 65 쇼어 D 내지 65 또는 70 또는 72 쇼어 D의 재료 경도를 갖는 이오노머 조성물로부터 형성될 수 있다.
또 다른 특정 실시양태에서, 커버는 0.010 또는 0.025 인치 내지 0.035 또는 0.040 인치의 두께를 갖는 단층이고, 62 쇼어 D 이하, 또는 62 쇼어 D 미만, 또는 60 쇼어 D 이하, 또는 60 쇼어 D 미만, 또는 55 쇼어 D 이하, 또는 55 쇼어 D 미만의 재료 경도를 갖는 이오노머-, 폴리우레탄- 및 폴리우레아-기반 조성물로부터 선택된 열가소성 조성물로부터 형성된다.
또 다른 특정 실시양태에서, 커버는 0.010 또는 0.025 인치 내지 0.035 또는 0.040 인치의 두께를 갖는 단층이고, 62 쇼어 D 이하, 또는 62 쇼어 D 미만, 또는 60 쇼어 D 이하, 또는 60 쇼어 D 미만, 또는 55 쇼어 D 이하, 또는 55 쇼어 D 미만의 재료 경도를 갖는 열경화성 폴리우레탄- 또는 폴리우레아-기반 조성물로부터 형성된다.
대안적인 실시양태에서, 커버는 이오노머 조성물로부터 형성된 내부 커버 층, 및 열경화성 폴리우레탄- 또는 폴리우레아-기반 조성물로부터 형성된 외부 커버 층을 포함할 수 있다. 내부 커버 층 조성물은 60 또는 62 또는 65 쇼어 D 내지 65 또는 70 또는 72 쇼어 D의 재료 경도를 가질 수 있다. 내부 커버 층은 0.010 또는 0.020 또는 0.030 인치의 하한 및 0.035 또는 0.040 또는 0.050 인치의 상한을 갖는 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 외부 커버 층 조성물은 62 쇼어 D 이하, 또는 62 쇼어 D 미만, 또는 60 쇼어 D 이하, 또는 60 쇼어 D 미만, 또는 55 쇼어 D 이하, 또는 55 쇼어 D 미만의 재료 경도를 가질 수 있다. 외부 커버 층은 0.010 또는 0.020 또는 0.025 인치의 하한 및 0.035 또는 0.040 또는 0.050 인치의 상한을 갖는 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 커버는 이오노머 조성물로부터 형성된 내부 커버 층, 및 이오노머-, 폴리우레탄- 및 폴리우레아-기반 조성물로부터 선택된 열가소성 조성물로부터 형성된 외부 커버 층을 포함할 수 있다. 내부 커버 층 조성물은 60 또는 62 또는 65 쇼어 D 내지 65 또는 70 또는 72 쇼어 D의 재료 경도를 가질 수 있다. 내부 커버 층은 0.010 또는 0.020 또는 0.030 인치의 하한 및 0.035 또는 0.040 또는 0.050 인치의 상한을 갖는 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 외부 커버 층 조성물은 62 쇼어 D 이하, 또는 62 쇼어 D 미만, 또는 60 쇼어 D 이하, 또는 60 쇼어 D 미만, 또는 55 쇼어 D 이하, 또는 55 쇼어 D 미만의 재료 경도를 가질 수 있다. 외부 커버 층은 0.010 또는 0.020 또는 0.025 인치의 하한 및 0.035 또는 0.040 또는 0.050 인치의 상한을 갖는 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 커버는 이오노머 조성물로부터 형성된 내부 또는 중간 커버 층, 및 폴리우레탄- 또는 폴리우레아-기반 조성물로부터 형성된 외부 커버 층을 포함한 이층 또는 다층 커버이다. 이오노머 층은 70 쇼어 D 이하, 또는 65 쇼어 D 이하, 또는 65 쇼어 D 미만, 또는 50 내지 65의 쇼어 D 경도, 또는 57 내지 60의 쇼어 D 경도, 또는 58의 쇼어 D 경도의 표면 경도, 및 0.010 또는 0.020 또는 0.030 인치의 하한 및 0.045 또는 0.080 또는 0.120 인치의 상한을 갖는 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 외부 커버 층은 캐스터블 또는 반응 사출 성형가능 폴리우레탄, 폴리우레아, 또는 폴리우레탄/폴리우레아의 공중합체 또는 하이브리드로부터 형성될 수 있다. 이러한 커버 재료는 열경화성일 수 있으나, 다른 실시양태에서 열가소성일 수 있다. 외부 커버 층 조성물은 85 쇼어 C 이하, 또는 45 쇼어 D 이하, 또는 40 쇼어 D 이하, 또는 25 쇼어 D 내지 40 쇼어 D, 또는 30 쇼어 D 내지 40 쇼어 D의 재료 경도를 가질 수 있다. 외부 커버 층은 20 또는 30 또는 35 또는 40 쇼어 D의 하한 및 52 또는 58 또는 60 또는 65 또는 70 또는 72 또는 75 쇼어 D의 상한을 갖는 범위 내의 표면 경도를 가질 수 있다. 외부 커버 층은 0.010 또는 0.015 또는 0.025 인치의 하한 및 0.035 또는 0.040 또는 0.045 또는 0.050 또는 0.055 또는 0.075 또는 0.080 또는 0.115 인치의 상한을 갖는 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 골프공은 또한 목적상 통상 합체되는 통상의 코팅 층(들)이 합체될 수 있는 것으로 구상된다. 예를 들어, 하나 이상의 코팅 층은 약 0.1 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 또는 약 2 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 또는 약 2 ㎛ 내지 약 30 ㎛의 총 두께를 가질 수 있다. 한편, 각각의 코팅 층은 예를 들어 약 .1 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 또는 약 0.1 ㎛ 내지 약 25 ㎛, 또는 약 .1 ㎛ 내지 약 14 ㎛, 또는 약 2 ㎛ 내지 약 9 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
열-유도 예비성형 필름 하프 쉘은 전형적으로 열-유도 압축 성형을 사용하여 하위조립체 주위에 형성되지만, 본 발명의 골프공의 다른 골프공 층은 일부 실시양태에서 다양한 적용 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 골프공 층의 적어도 일부는 압축 성형, 플립(flip) 성형, 사출 성형, 후퇴가능 핀 사출 성형, 반응 사출 성형 (RIM), 액체 사출 성형 (LIM), 캐스팅, 진공 성형, 분말 코팅, 유동 코팅, 스핀 코팅, 침지, 분무 등을 사용하여 형성될 수 있다. 통상적으로, 압축 성형 및 사출 성형은 열가소성 재료에 적용되는 반면, RIM, 액체 사출 성형, 및 캐스팅은 열경화성 재료에 대해 사용된다.
한 실시양태에서, 매우 얇은 수분 장벽 층은 캐스터블 열경화성 또는 사출 성형가능 열가소성 재료 또는 하기 논의된 임의의 다른 커버 재료로 커버될 수 있다. 본 실시양태에서, 코어는 예를 들어 약 0.5 인치 내지 약 1.64 인치의 직경을 가지며, 커버 층 두께는 약 0.02 인치 내지 약 0.12 인치의 범위일 수 있다.
이와 관련하여, 커버는 하나 이상의 층을 또한 가질 수 있다. 커버 재료는 공에 내구성, 인성 및 내인열성을 부여해야 한다. 예를 들어, 폴리우레탄/폴리우레아 조성물은 높은 내구성 뿐만 아니라 부드러운 감촉을 갖는 커버를 제공할 수 있기 때문에 커버 층에서 사용될 수 있다. 다른 실시양태에서, 커버는 중합체, 예컨대, 아크릴산 및 메타크릴산과 같은 관능성 단량체를 포함한 에틸렌, 프로필렌, 부텐-1 또는 헥산-1 기반 단독중합체 및 공중합체, 및 완전 또는 부분 중화된 이오노머 수지 및 그의 블렌드, 메틸 아크릴레이트 또는 메틸 메타크릴레이트 단독중합체 및 공중합체, 이미드화된 아미노 기 함유 중합체, 폴리카르보네이트, 보강된 폴리아미드, 폴리페닐렌 옥시드, 고충격 폴리스티렌, 폴리에테르 케톤, 폴리술폰, 폴리(페닐렌 술피드), 아크릴로니트릴-부타디엔, 아크릴-스티렌-아크릴로니트릴, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 비닐 알콜), 폴리(테트라플루오로에틸렌), 및 그의 관능성 공단량체를 포함한 공중합체 및 그의 블렌드로 제조될 수 있다.
한 실시양태에서, 이오노머 수지는 커버 재료로서 사용될 수 있다. 이들 가교된 중합체는 쇄간(inter-chain) 이온 결합 뿐만 아니라 공유 결합을 함유한다. 이오노머 수지는, 예를 들어, 메타크릴산 또는 아크릴산과 같은 산 기 및 에틸렌의 공중합체를 포함한다. 금속 이온, 예컨대 나트륨, 리튬, 아연 및 마그네슘은 중합체에서 산 기를 중화시키는데 사용된다. 상업적으로 입수가능한 이오노머 수지는 산업계에 공지되어 있으며, 상표 설린(Surlyn)® (듀폰(DuPont)) 및 에스코르(Escor)® 및 이오텍(Iotek)® (엑손(Exxon))으로 판매되는 수많은 수지를 포함한다. 이들 이오노머 수지는 다양한 등급으로 입수가능하며, 베이스 수지의 유형, 분자량, 금속 이온의 유형, 산의 양, 중화도, 첨가제, 및 기타 특성에 기반하여 식별된다.
적합한 이오노머의 비-제한적 예는 부분 중화된 이오노머, 2종 이상의 부분 중화된 이오노머의 블렌드, 고도로 중화된 이오노머, 2종 이상의 고도로 중화된 이오노머의 블렌드, 및 1종 이상의 부분 중화된 이오노머와 1종 이상의 고도로 중화된 이오노머의 블렌드를 포함한다. 이오노머의 제조 방법은 널리 공지되어 있고, 예를 들어 미국 특허 제3,264,272호에 개시되어 있으며, 여기서 상기 문헌의 전체 개시내용은 본원에 참조로 포함된다. 산 공중합체는 중합체가 예를 들어 미국 특허 제4,351,931호에 개시된 바와 같이 모든 단량체를 동시에 첨가하여 중합된 직접 공중합체일 수 있으며, 여기서 상기 문헌의 전체 개시내용은 본원에 참조로 포함된다. 대안적으로, 산 공중합체는 단량체가 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2002/0013413호에 개시된 바와 같이 기존 중합체 상에 그라프팅된 그라프트 공중합체일 수 있으며, 여기서 상기 문헌의 전체 개시내용은 본원에 참조로 포함된다.
적합한 부분 중화된 산 중합체의 예는 이. 아이. 듀폰 드 네모아 앤드 캄파니(E. I. du Pont de Nemours and Company)로부터 상업적으로 입수가능한 설린® 이오노머; 허니웰 인터내셔널 인크.(Honeywell International Inc.)로부터 상업적으로 입수가능한 에이클린(AClyn)® 이오노머; 및 엑손 모빌 케미칼 캄파니(Exxon Mobil Chemical Company)로부터 상업적으로 입수가능한 이오텍® 이오노머를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 고도로 중화된 이오노머 (HNP)의 일부 적합한 예는 이. 아이. 듀폰 드 네모아 앤드 캄파니로부터 상업적으로 입수가능한 이오노머 재료인 듀폰® HPF 1000 및 듀폰® HPF 2000이다. 일부 실시양태에서, 이. 아이. 듀폰 드 네모아 앤드 캄파니로부터 상업적으로 입수가능한 설린® 6320, 설린® 8120, 설린® 8320 및 설린® 9320과 같은 초저 모듈러스 이오노머- ("VLMI-") 유형 에틸렌-산 중합체가 HNP를 형성하는데 특히 적합하다.
임의의 또는 각각의 코어 층, 중간/케이싱 층, 및 커버 층은 HNP 재료의 블렌드와 같은 이오노머의 블렌드를 포함한 이오노머 재료로부터 형성될 수 있다. 전형적으로 에틸렌-기반 이오노머인 HNP의 산 모이어티는 바람직하게는 약 70% 초과, 보다 바람직하게는 약 90% 초과, 가장 바람직하게는 적어도 약 100% 중화된다. HNP는 또한 제2 중합체 구성요소와 블렌딩될 수 있으며, 이는 산 기를 함유하는 경우 또한 중화될 수 있다. 부분 또는 완전 중화될 수 있는 제2 중합체 구성요소는 예를 들어 이오노머 공중합체 및 삼원공중합체, 이오노머 전구체, 열가소성 물질, 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리우레탄/우레아 하이브리드, 열가소성 엘라스토머, 폴리부타디엔 고무, 발라타, 메탈로센-촉매된 중합체 (그라프팅 및 비-그라프팅), 단일-자리 중합체, 고-결정질 산 중합체, 양이온 이오노머 등을 포함할 수 있다. HNP 중합체는 전형적으로 약 20 내지 약 80 쇼어 D의 재료 경도 및 약 3,000 psi 내지 약 200,000 psi의 굴곡 모듈러스를 갖는다.
골프공 층을 위한 추가의 적합한 재료는 폴리우레탄; 폴리우레아; 폴리우레탄 및 폴리우레아의 공중합체 및 하이브리드; 폴리에틸렌, 예컨대 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 및 고밀도 폴리에틸렌; 폴리프로필렌; 고무-강화된 올레핀 중합체; 이오노머 공중합체의 일부가 되지 않는 (메트)아크릴 산의 산 공중합체; 플라스토머; 플렉소머(flexomer); 스티렌/부타디엔/스티렌 블록 공중합체; 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체; 동적 가황된 엘라스토머; 에틸렌 비닐 아세테이트; 에틸렌 메틸 아크릴레이트; 폴리비닐 클로라이드 수지; 폴리아미드, 아미드-에스테르 엘라스토머, 및 이오노머 및 폴리아미드의 그라프트 공중합체, 예컨대 아르케마 인크(Arkema Inc)로부터 상업적으로 입수가능한 페백스(Pebax)® 열가소성 폴리에테르 블록 아미드; 가교된 트란스-폴리이소프렌 및 그의 블렌드; 폴리에스테르-기반 열가소성 엘라스토머, 예컨대 이. 아이. 듀폰 드 네모아 앤드 캄파니로부터 상업적으로 입수가능한 하이트렐(Hytrel)®; 폴리우레탄-기반 열가소성 엘라스토머, 예컨대 바스프로부터 상업적으로 입수가능한 엘라스톨란(Elastollan)®; 합성 또는 천연 가황 고무; 및 그의 조합을 포함한다.
따라서, 한 실시양태에서, 커버는 이오노머, 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리아미드 엘라스토머, 및 그의 2종 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 조성물로부터 형성된 단층이다. 제2 실시양태에서, 커버는 열가소성 폴리우레탄, 열경화성 폴리우레탄, 열가소성 폴리우레아, 또는 열경화성 폴리우레아로부터 형성된 조성물을 포함할 수 있다. 또 다른 버전에서, 커버 층은 약 10% 내지 약 90% (중량 기준)의 폴리우레아 조성물 및 약 90% 내지 약 10%의 폴리우레탄 조성물의 블렌드를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 커버 층은 약 10% 내지 약 90% (중량 기준)의 폴리우레아 조성물 및 약 90% 내지 약 10%의 또 다른 중합체 또는 기타 재료, 예컨대 비닐 수지, 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리올레핀의 블렌드를 포함한다.
커버 층 재료로서 사용되는 경우, 폴리우레탄 및 폴리우레아는 열경화성 또는 열가소성일 수 있다. 열경화성 재료는 통상의 캐스팅 또는 반응 사출 성형 기술에 의해 골프공 층으로 형성될 수 있다. 열가소성 재료는 통상의 압축 또는 사출 성형 기술에 의해 골프공 층으로 형성될 수 있다.
사용될 수 있는 폴리우레탄 커버 조성물은 적어도 1종의 폴리이소시아네이트 및 적어도 1종의 경화제의 반응 생성물로부터 형성된 것들을 포함한다. 경화제는예를 들어 1종 이상의 디아민, 1종 이상의 폴리올, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다. 적어도 1종의 폴리이소시아네이트는 1종 이상의 폴리올과 조합되어 예비중합체를 형성할 수 있고, 이어서 이는 적어도 1종의 경화제와 조합된다. 따라서, 폴리올이 본원에 기재되는 경우, 그것들은 폴리우레탄 재료의 한쪽 또는 양쪽 구성요소에, 즉, 예비중합체의 일부로서 및 경화제에서 사용하기에 적합할 수 있다. 경화제는 바람직하게는 에틸렌 글리콜; 디에틸렌 글리콜; 폴리에틸렌 글리콜; 프로필렌 글리콜; 폴리프로필렌 글리콜; 저분자량 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜; 1,3-비스(2-히드록시에톡시)벤젠; 1,3-비스-[2-(2-히드록시에톡시)에톡시]벤젠; 1,3-비스-{2-[2-(2-히드록시에톡시)에톡시]에톡시}벤젠; 1,4-부탄디올; 1,5-펜탄디올; 1,6-헥산디올; 레조르시놀-디-(베타-히드록시에틸)에테르; 히드로퀴논-디-(베타-히드록시에틸)에테르; 트리메틸올 프로판; 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리올 경화제를 포함한다.
적합한 폴리우레탄 커버 조성물은 또한, 적어도 1종의 이소시아네이트 및 적어도 1종의 경화제의 반응 생성물, 또는 적어도 1종의 이소시아네이트, 적어도 1종의 폴리올 및 적어도 1종의 경화제의 반응 생성물로부터 형성된 것들을 포함한다. 바람직한 이소시아네이트는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 중합체 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 카르보디이미드-개질된 액체 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, p-메틸크실렌 디이소시아네이트, m-메틸크실렌 디이소시아네이트, o-메틸크실렌 디이소시아네이트, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것들을 포함한다. 바람직한 폴리올은 폴리에테르 폴리올, 히드록시-종결된 폴리부타디엔, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리카르보네이트 폴리올, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것들을 포함한다. 바람직한 경화제는 폴리아민 경화제, 폴리올 경화제, 및 그의 조합을 포함한다. 폴리아민 경화제가 특히 바람직하다. 바람직한 폴리아민 경화제는 예를 들어 3,5-디메틸티오-2,4-톨루엔디아민 또는 그의 이성질체; 3,5-디에틸톨루엔-2,4-디아민 또는 그의 이성질체; 4,4'-비스-(sec-부틸아미노)-디페닐메탄; 1,4-비스-(sec-부틸아미노)-벤젠, 4,4'-메틸렌-비스-(2-클로로아닐린); 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린); 트리메틸렌 글리콜-디-p-아미노벤조에이트; 폴리테트라메틸렌옥시드-디-p-아미노벤조에이트; N,N'-디알킬디아미노 디페닐 메탄; p,p'-메틸렌 디아닐린; 페닐렌디아민; 4,4'-메틸렌-비스-(2-클로로아닐린); 4,4'-메틸렌-비스-(2,6-디에틸아닐린); 4,4'-디아미노-3,3'-디에틸-5,5'-디메틸 디페닐메탄; 2,2',3,3'-테트라클로로 디아미노 디페닐메탄; 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린); 및 그의 조합을 포함한다.
커버 조성물은 특정 폴리이소시아네이트의 사용에 의해 제한되지 않는다. 적합한 폴리이소시아네이트는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 ("MDI"), 중합체 MDI, 카르보디이미드-개질된 액체 MDI, 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 ("H.sub.12MDI"), p-페닐렌 디이소시아네이트 ("PPDI"), 톨루엔 디이소시아네이트 ("TDI"), 3,3'-디메틸-4,4'-바이페닐렌 디이소시아네이트 ("TODI"), 이소포론디이소시아네이트 ("IPDI"), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 ("HDI"), 나프탈렌 디이소시아네이트 ("NDI"); 크실렌 디이소시아네이트 ("XDI"); 파라-테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 ("p-TMXDI"); 메타-테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 ("m-TMXDI"); 에틸렌 디이소시아네이트; 프로필렌-1,2-디이소시아네이트; 테트라메틸렌-1,4-디이소시아네이트; 시클로헥실 디이소시아네이트; 1,6-헥사메틸렌-디이소시아네이트 ("HDI"); 도데칸-1,12-디이소시아네이트; 시클로부탄-1,3-디이소시아네이트; 시클로헥산-1,3-디이소시아네이트; 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트; 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸시클로헥산; 메틸 시클로헥실렌 디이소시아네이트; HDI의 트리이소시아네이트; 2,4,4-트리메틸-1,6-헥산 디이소시아네이트의 트리이소시아네이트 ("TMDI"), 테트라센 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트, 안트라센 디이소시아네이트; 및 그의 조합을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 폴리이소시아네이트는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 1개 초과의 이소시아네이트 기를 갖는 것으로, 예를 들어, 디-, 트리- 및 테트라-이소시아네이트로 공지되어 있다. 바람직하게는, 폴리이소시아네이트는 MDI, PPDI, TDI, 및 그의 조합으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 폴리이소시아네이트는 MDI를 포함한다. 본원에 사용되는 용어 "MDI"는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 중합체 MDI, 카르보디이미드-개질된 액체 MDI, 그의 조합을 포함함을 이해하여야 하고, 부가적으로, 사용되는 디이소시아네이트는 통상의 디이소시아네이트보다 더 낮은 수준의 "자유" 단량체 이소시아네이트 기를 갖는 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해되는 "저 자유(low free) 단량체"일 수 있음 (즉, 본 발명의 조성물은 전형적으로 약 0.1% 미만의 자유 단량체 기를 가짐)을 이해하여야 한다. "저 자유 단량체" 디이소시아네이트의 예는 저 자유 단량체 MDI, 저 자유 단량체 TDI, 및 저 자유 단량체 PPDI를 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
적어도 1종의 폴리이소시아네이트는 미반응된 NCO 기를 14% 미만 가질 수 있다. 바람직하게는, 적어도 1종의 폴리이소시아네이트는 NCO를 8.5% 이하, 보다 바람직하게는 2.5% 내지 8.0%, 또는 4.0% 내지 7.2%, 또는 5.0% 내지 6.5% 갖는다.
커버 조성물은 특정 폴리올의 사용에 의해 제한되지 않는다. 한 실시양태에서, 폴리올의 분자량은 약 200 내지 약 6000이다. 예시적 폴리올은 폴리에테르 폴리올, 히드록시-종결된 폴리부타디엔 (부분/완전 수소화된 유도체 포함), 폴리에스테르 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 및 폴리카르보네이트 폴리올을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜 ("PTMEG"), 폴리에틸렌 프로필렌 글리콜, 폴리옥시프로필렌 글리콜, 및 그의 조합이 특히 바람직하다. 탄화수소 쇄는 포화 또는 불포화 결합 및 치환 또는 비치환 방향족 및 시클릭 기를 가질 수 있다. 바람직하게는, 폴리올은 PTMEG를 포함한다. 적합한 폴리에스테르 폴리올은 폴리에틸렌 아디페이트 글리콜, 폴리부틸렌 아디페이트 글리콜, 폴리에틸렌 프로필렌 아디페이트 글리콜, 오르토-프탈레이트-1,6-헥산디올, 및 그의 조합을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 탄화수소 쇄는 포화 또는 불포화 결합, 또는 치환 또는 비치환 방향족 및 시클릭 기를 가질 수 있다. 적합한 폴리카프로락톤 폴리올은 1,6-헥산디올-개시된 폴리카프로락톤, 디에틸렌 글리콜 개시된 폴리카프로락톤, 트리메틸올 프로판 개시된 폴리카프로락톤, 네오펜틸 글리콜 개시된 폴리카프로락톤, 1,4-부탄디올-개시된 폴리카프로락톤, 및 그의 조합을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 탄화수소 쇄는 포화 또는 불포화 결합, 또는 치환 또는 비치환 방향족 및 시클릭 기를 가질 수 있다. 적합한 폴리카르보네이트는 폴리프탈레이트 카르보네이트를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 탄화수소 쇄는 포화 또는 불포화 결합, 또는 치환 또는 비치환 방향족 및 시클릭 기를 가질 수 있다.
폴리아민 경화제는 또한 폴리우레탄 조성물의 경화제에서 사용하기에 적합하고, 생성된 공의 내절단성, 내전단성 및 내충격성을 개선시키는 것으로 밝혀졌다. 바람직한 폴리아민 경화제는 3,5-디메틸티오-2,4-톨루엔디아민 및 그의 이성질체; 3,5-디에틸톨루엔-2,4-디아민 및 그의 이성질체, 예컨대 3,5-디에틸톨루엔-2,6-디아민; 4,4'-비스-(sec-부틸아미노)-디페닐메탄; 1,4-비스-(sec-부틸아미노)-벤젠, 4,4'-메틸렌-비스-(2-클로로아닐린); 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린); 폴리테트라메틸렌옥시드-디-p-아미노벤조에이트; N,N'-디알킬디아미노 디페닐 메탄; p,p'-메틸렌 디아닐린 ("MDA"); m-페닐렌디아민 ("MPDA"); 4,4'-메틸렌-비스-(2-클로로아닐린) ("MOCA"); 4,4'-메틸렌-비스-(2,6-디에틸아닐린); 4,4'-디아미노-3,3'-디에틸-5,5'-디메틸 디페닐메탄; 2,2',3,3'-테트라클로로 디아미노 디페닐메탄; 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린); 트리메틸렌 글리콜 디-p-아미노벤조에이트; 및 그의 조합을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 바람직하게는, 경화제는 3,5-디메틸티오-2,4-톨루엔디아민 및 그의 이성질체, 예컨대 ETHACURE 300을 포함한다. 1차 및 2차 아민 둘 모두를 포함하는 적합한 폴리아민 경화제는 바람직하게는 약 64 내지 약 2000 범위의 중량 평균 분자량을 갖는다.
디올, 트리올, 테트라올 또는 히드록시-종결된 경화제 중 적어도 1종을 폴리우레탄 조성물에 첨가할 수 있다. 적합한 디올, 트리올 및 테트라올 군은 에틸렌 글리콜; 디에틸렌 글리콜; 폴리에틸렌 글리콜; 프로필렌 글리콜; 폴리프로필렌 글리콜; 저분자량 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜; 1,3-비스(2-히드록시에톡시)벤젠; 1,3-비스-[2-(2-히드록시에톡시)에톡시]벤젠; 1,3-비스-{2-[2-(2-히드록시에톡시) 에톡시]에톡시}벤젠; 1,4-부탄디올; 1,5-펜탄디올; 1,6-헥산디올; 레조르시놀-디-(4-히드록시에틸)에테르; 히드로퀴논-디-(4-히드록시에틸)에테르; 및 그의 조합을 포함한다. 바람직한 히드록시-종결된 경화제는 에틸렌 글리콜; 디에틸렌 글리콜; 1,4-부탄디올; 1,5-펜탄디올; 1,6-헥산디올, 트리메틸올 프로판, 및 그의 조합을 포함한다. 바람직하게는, 히드록시-종결된 경화제는 약 48 내지 2000 범위의 분자량을 갖는다. 본원에 사용되는 분자량은 절대 중량 평균 분자량임을 이해하여야 하고, 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 그 자체로서 이해될 것이다.
히드록시-종결된 경화제 및 아민 경화제 둘 모두는 하나 이상의 포화, 불포화, 방향족 및 시클릭 기를 포함할 수 있다. 부가적으로, 히드록시-종결된 경화제 및 아민 경화제는 하나 이상의 할로겐 기를 포함할 수 있다. 폴리우레탄 조성물은 경화제의 블렌드 또는 혼합물로 형성될 수 있다. 그러나, 요망되는 경우, 폴리우레탄 조성물은 단일 경화제로 형성될 수 있다.
폴리이소시아네이트, 폴리올 및 경화제를 조합하기 위해 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 임의의 방법이 사용될 수 있다. 원-샷(one-shot) 방법으로서 관련 기술분야에 공지된 하나의 통상적으로 사용되는 방법은 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 경화제의 공동(concurrent) 혼합을 수반한다. 이 방법은 불균질한 (보다 랜덤한) 혼합물을 초래하고, 생성된 조성물의 분자 구조에 결쳐 제조자의 제어 결여를 제공한다. 바람직한 혼합 방법은 예비-중합체 방법으로서 공지되어 있다. 이 방법에서는, 폴리이소시아네이트 및 폴리올을 경화제 첨가 전 별도로 혼합한다. 이 방법은 보다 균질한 혼합물을 제공하여, 보다 일관된 중합체 조성물을 초래한다.
캐스팅 공정에서, 폴리우레아 및 폴리우레아/우레탄 조성물은 하기 추가로 기재된 바와 같이 폴리우레아 예비중합체를 단일 경화제 또는 경화제의 블렌드로 쇄-연장함으로써 형성될 수 있다. 본 발명의 조성물은 캐스터블 열가소성 및 열경화성 재료 둘 모두로부터 선택될 수 있다. 열가소성 폴리우레아 조성물은 전형적으로 이소시아네이트 블렌드 및 폴리아민을 1:1 화학량론적 비로 반응시킴으로써 형성된다. 반면에, 열경화성 조성물은 가교된 중합체이고, 전형적으로 통상 1.05:1 화학량론적 비의 이소시아네이트 블렌드 및 폴리아민의 반응으로부터 생성된다. 일반적으로, 열경화성 폴리우레아 조성물은 열가소성 폴리우레아보다 제조하기가 더 용이하다.
적합한 폴리우레탄은 예를 들어 미국 특허 제5,334,673호, 제6,506,851호, 제6,756,436호, 제6,867,279호, 제6,960,630호 및 제7,105,623호에 추가로 개시되어 있으며, 여기서 상기 문헌들의 전체 개시내용은 본원에 참조로 포함된다. 적합한 폴리우레아는 예를 들어 미국 특허 제5,484,870호 및 제6,835,794호, 및 미국 특허 출원 제60/401,047호에 추가로 개시되어 있으며, 여기서 상기 문헌들의 전체 개시내용은 본원에 참조로 포함된다. 적합한 폴리우레탄-우레아 커버 재료는 미국 특허 출원 공개 제2007/0117923호에 개시된 바와 같은, 우레탄 및 우레아 세그먼트를 포함하는 폴리우레탄/폴리우레아 블렌드 및 공중합체를 포함하며, 여기서 상기 문헌의 전체 개시내용은 본원에 참조로 포함된다.
골프공 층을 형성하기 위해 사출 성형이 사용되는 경우, 층 조성물은 전형적으로 사출 성형 기계의 스로트(throat) 내로 용이하게 공급될 수 있는 펠렛화 또는 과립화된 형태이며, 여기서 이는 약 150℉ 내지 약 600℉, 바람직하게는 약 200℉ 내지 약 500℉의 온도의 가열된 배열에서 용융되고 스크류를 통해 이송된다. 용융된 조성물은 폐쇄된 금형 공동 내로 궁극적으로 주입되고, 이는 주위 온도 또는 승온에서 냉각될 수 있으나, 전형적으로 금형은 약 50℉ 내지 약 70℉의 온도로 냉각된다. 폐쇄된 금형에서 1초 내지 300초, 바람직하게는 20초 내지 120초의 시간 동안 체류 후, 코어 및/또는 코어와 하나 이상의 추가의 코어 또는 커버 층은 금형으로부터 제거되고, 어느 하나는 주위 온도 또는 감소된 온도로 냉각되거나 또는 냉각 유체, 예컨대 물, 얼음물, 용매 중의 드라이아이스 등에 넣는다.
캐스터블 반응성 액체 폴리우레탄 및 폴리우레아 재료는 관련 기술분야에 널리 공지된 다양한 적용 기술, 예컨대 캐스팅, 사출 성형 분무, 압축 성형, 침지, 스핀 코팅, 또는 유동 코팅 방법을 사용하여 내부 공 위에 적용될 수 있다. 한 실시양태에서, 캐스터블 반응성 폴리우레탄 및 폴리우레아 재료는 캐스팅 및 압축 성형의 조합을 사용하여 코어 위에 형성된다. 통상적으로, 압축 성형 및 사출 성형은 열가소성 커버 재료에 적용되는 반면, RIM, 액체 사출 성형, 및 캐스팅은 열경화성 커버 재료에 대해 사용된다.
전체 개시내용이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제5,733,428호에는, 골프공 코어 상에 폴리우레탄 커버를 형성하기 위한 방법이 개시되어 있다. 재료를 금형 하프에서 혼합 및 도입함으로써 코어 둘레에 커버를 형성시키는 이 방법은 골프공 커버로서 캐스팅 열경화성 및 열가소성 재료 둘 모두를 사용하는 것과 관련되기 때문에, 폴리우레아 조성물은 또한 동일한 캐스팅 공정을 이용하여 사용될 수 있다.
예를 들어, 폴리우레아 조성물이 혼합되면, 발열 반응이 개시되고, 이는 재료가 코어 둘레에서 고화될 때까지 계속된다. 각 금형 하프를 충전하고 코어를 한쪽 하프 내로 도입하고 금형을 폐쇄하는 후속 단계들이 코어 커버 하프 융합의 센터링(centering) 성취 및 전체 균일성의 달성을 위해 적절히 때를 맞추어 시행될 수 있도록, 점도를 경시적으로 측정하는 것이 중요하다. 코어를 금형 하프 내로 도입하기 위한 경화형 우레아 믹스의 적합한 점도 범위는 대략 약 2,000 cP 내지 약 30,000 cP, 또는 약 8,000 cP 내지 약 15,000 cP의 범위 내인 것으로 밝혀졌다.
커버 형성을 시작하기 위해, 예비중합체 및 경화제의 혼합은 라인을 통해 일정한 양의 경화제 및 예비중합체를 공급함으로써 혼합 헤드 내부에서 전동식 혼합기로 달성된다. 상단의 예열된 금형 하프를 충전하고, 각 금형 내 천공부 내로 이동하는 센터링 핀을 사용하여 고정구 유닛(unit)에 놓는다. 이후, 하단 금형 하프의 공동, 또는 일련의 하단 금형 하프의 공동을 상단 금형 하프에 대해 사용된 것과 유사한 혼합물 양으로 충전한다. 반응 재료가 상단 금형 하프에서 약 40 내지 약 100초, 바람직하게는 약 70 내지 약 80초 동안 체류한 후, 코어는 겔화 반응 혼합물로 제어된 속도로 낮아진다.
공 컵은 감압 (또는 부분 진공)을 통해 쉘을 홀딩한다. 코어가 약 4 내지 약 12초 동안 겔화 후 금형의 하프에 위치 시, 진공을 해제하여 코어를 이형시킨다. 한 실시양태에서, 진공을 해제하여 코어를 약 5초 내지 10초 후 이형시킨다. 코어 및 그 위의 고화된 커버 하프와 함께 금형 하프를 센터링 고정구 유닛으로부터 제거하고, 뒤집고, 제2 금형 하프와 정합시키며, 상기 제2 금형 하프는, 예상보다 일찍 적절한 시기에, 선택된 양의 반응 폴리우레아 예비중합체 및 경화제가 그 안에 도입되어 겔화가 개시된다.
유사하게, 미국 특허 제5,006,297호 및 미국 특허 제5,334,673호 둘 모두에는 또한, 본 발명에 사용되는 캐스터블 반응성 액체를 적용하는데 이용될 수 있는 적합한 성형 기술이 개시되어 있다.
그러나, 매우 얇은 수분 장벽 층 이외의 본 발명의 골프공 층은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 임의의 기술에 의해 제조될 수 있는 것으로 구상된다.
커버 조성물은 또한 하나 이상의 충전제(들), 예컨대 착색제, 형광제, 백화제, 항산화제, 분산제, UV 흡수제, 광 안정화제, 가소제, 계면활성제, 상용화제, 발포제, 보강제, 이형제 등을 포함할 수 있다.
여러 적합한 커버 재료 및 구조체는 또한 미국 특허 출원 공개 제2005/0164810호, 미국 특허 제 5,919,100호, 제6,117,025호, 제6,767,940호 및 제6,960,630호, 및 PCT 공개 WO00/23519 및 WO00/29129에 개시된 것들을 포함하나 이에 제한되지는 않으며, 여기서 상기 문헌들의 전체 개시내용은 본원에 참조로 포함된다.
본 발명의 골프공은, 바람직하게는 0.010 또는 0.020 또는 0.025 또는 0.030 또는 0.040 또는 0.045 인치의 하한 및 0.050 또는 0.060 또는 0.070 또는 0.075 또는 0.080 또는 0.090 또는 0.100 또는 0.150 또는 0.200 또는 0.300 또는 0.500 인치의 상한을 갖는 범위 내의 전체 두께를 갖는 단층, 이층 또는 다층 커버를 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 커버는 0.025 인치 내지 0.035 인치의 두께를 갖는 단층이다. 또한, 커버 경도는 요망되는 플레잉 특징에 따라 목표화될 수 있다. 보통은, 모든 조건이 동일하다면, 비교적 연질 커버를 갖는 골프공이 유사하게 구성된 더 경질의 커버를 갖는 공보다 더 많이 스피닝할 것이다.
본 발명에서, "압축"은 아티(Atti) 압축 시험 기구를 사용하여 공지된 절차에 따라 측정되며, 여기서 스프링에 반하여 공을 압축시키기 위해 피스톤이 사용된다. 피스톤의 이동을 고정시키고, 스프링의 편향을 측정한다. 스프링 편향의 측정은 그의 공과의 접촉과 함께 시작되지 않으며; 오히려, 스프링 편향의 대략 처음 1.25 mm (0.05 인치)의 오프셋(offset)이 존재한다. 매우 낮은 강성도를 갖는 코어는 스프링이 1.25 mm 초과 만큼 편향하지 않게 할 것이며, 그에 따라 제로 압축 측정값을 갖는다. 아티 압축 시험기는 1.680 인치의 직경을 갖는 물체를 측정하도록 설계되며; 따라서, 더 작은 물체, 예컨대 골프공 코어는 정확한 판독치를 수득하기 위해 1.680 인치의 총 높이로 시밍(shimmed)되어야 한다. 아티 압축으로부터 리엘(Riehle) (코어), 리엘 (공), 100 kg 편향, 130 내지 10 kg 편향 또는 유효 모듈러스로의 전환은 제이. 돌턴(J. Dalton)에서 주어진 식에 따라 수행될 수 있다.
본 발명의 골프공에서, 반발 계수 또는 CoR은 공지된 절차에 따라 결정되며, 여기서 골프공 또는 골프공 하위조립체 (예를 들어, 골프공 코어)는 2개의 주어진 속도로 공기 캐논(cannon)으로부터 소성되고, 계산을 위해 125 ft/s의 속도가 사용된다. 공 속도를 측정하기 위해 고정 거리에서 공기 캐논 및 스틸(steel) 플레이트 사이에 충격방어 라이트 스크린(light screen)을 위치시킨다. 공이 스틸 플레이트 쪽으로 이동할 때, 그것은 각 라이트 스크린을 활성화시키고, 각 라이트 스크린에서 공의 기간이 측정된다. 이는 공의 인커밍(incoming) 속도에 반비례하는 인커밍 주행 기간을 제공한다. 공은 스틸 플레이트에 충격을 주고 리바운드되어 다시 라이트 스크린을 통과한다. 리바운딩되는 공이 각 라이트 스크린을 활성화시킬 때, 각 스크린에서의 공의 기간이 측정된다. 이는 공의 아웃고잉(outgoing) 속도에 반비례하는 아웃고잉 주행 기간을 제공한다. 이어서, CoR은 아웃고잉 주행 기간 대 인커밍 주행 기간의 비로서 계산된다 (CoR = Vout/Vin = Tin/Tout). CoR 값은, 예를 들어, 경화 온도 및 지속기간 뿐만 아니라 코어 퍼옥시드 및 항산화제 유형 및 양을 다양하게 함으로써 목표화될 수 있다.
골프공 층의 표면 경도는, 코어의 분할선 상에서 또는 홀 또는 돌출부와 같은 표면 결함 상에서 측정이 이루어지는 것을 피하도록 주의하면서, 마주보는 반구체로부터 취한 여러 측정값의 평균으로부터 수득된다. 경도 측정은 ASTM D-2240 "Indentation Hardness of Rubber and Plastic by Means of a Durometer"에 따라 이루어진다. 골프공 층의 곡면형 표면 때문에, 골프공 또는 골프공 하위조립체가 표면 경도 판독치를 수득하기 전 경도계 압입자(indentor) 아래에 센터링되도록 주의를 기울여야 한다. 모든 경도 측정을 위해 0.1 경도 단위까지 판독할 수 있는 보정 디지탈 경도계가 사용된다. 디지탈 경도계는 자동 스탠드의 기저부에 부착되어야 하고, 그의 풋(foot)이 자동 스탠드 기저부에 평행하여야 한다. 경도계 상의 중량 및 어택(attack) 속도는 ASTM D-2240에 따른다. "재료 경도" 및 "골프공에 대해 직접 측정된 경도" 간에 근본적 차이가 있음을 이해하여야 한다. 본 발명의 목적상, 재료 경도는 ASTM D2240에 따라 측정되고, 일반적으로 상기 재료로 형성된 평평한 "슬랩(slab)" 또는 "버튼(button)"의 경도를 측정하는 것을 수반한다. 골프공 (또는 다른 구형 표면)에 대해 직접 측정된 표면 경도는 전형적으로 상이한 경도 값을 초래한다. "표면 경도" 및 "재료 경도" 값에서의 차이는 여러 요인, 예컨대 이에 제한되지는 않으나 공 구조체 (즉, 코어 유형, 코어 및/또는 커버 층의 수 등); 공 (또는 구체) 직경; 및 인접 층의 재료 조성에 기인한다. 또한, 두 측정 기술은 선형 관계가 아니므로, 한 경도 값이 다른 것과 용이하게 상관관계를 가질 수 없음을 이해하여야 한다.
요망되는 플레잉 특징 또는 감촉을 목표화 및 달성하기 위해, 합체 및 코디네이팅에 적합할 수 있는 또 다른 재료의 예는 가소화된 열가소성 물질, 폴리알케나머 조성물, 가소제를 함유하는 폴리에스테르-기반 열가소성 엘라스토머, 투명한 또는 가소화된 폴리아미드, 티올렌 조성물, 폴리-아미드 및 안하이드라이드-개질된 폴리올레핀, 유기 산-개질된 중합체 등을 포함한다.
본 발명의 골프공은 바람직하게는 70 내지 95 g·cm2, 바람직하게는 75 내지 93 g·cm2, 보다 바람직하게는 76 내지 90 g·cm2의 관성 모멘트 ("MOI")를 갖는다. 저 MOI 실시양태에 있어서, 골프공은 바람직하게는 85 g·cm2 이하, 또는 83 g·cm2 이하의 MOI를 갖는다. 고 MOI 실시양태에 있어서, 골프공은 바람직하게는 86 g·cm2 이상, 또는 87 g·cm2 이상의 MOI를 갖는다. MOI는 미국 코네티컷주 콜린스빌 소재의 이너시아 다이나믹스(Inertia Dynamics)에 의해 제작된 모델 MOI-005-104 관성 모멘트 기구 상에서 측정된다. 상기 기구는 COMM 포트(port)를 통한 통신을 위해 PC에 연결되고, MOI 기구 소프트웨어 버전 #1.2에 의해 구동된다.
본원에서 열경화성 및 열가소성 층은 양(positive) 또는 음(negative)의 경도 구배를 생성하는 것과 같은 방식으로 처리될 수 있다. 열경화성 고무가 사용되는 본 발명의 골프공 층에서, 구배-생성 공정 및/또는 구배-생성 고무 제형이 사용될 수 있다. 구배-생성 공정 및 제형은 예를 들어 미국 특허 출원 제12/048,665호 (2008년 3월 14일 출원); 제11/829,461호 (2007년 7월 27일 출원); 제11/772,903호 (2007년 7월 3일 출원); 제11/832,163호 (2007년 8월 1일 출원); 제11/832,197호 (2007년 8월 1일 출원)에 보다 완전히 개시되어 있으며; 여기서 이들 참조물 각각의 전체 개시내용은 본원에 참조로 포함된다.
본원에 개시 및 예시된 바와 같은 열성형된 제1 및 제2 열-유도 예비성형 필름 하프 쉘의 적어도 1개의 매우 얇은 수분 장벽 필름 층이 합체된 본 발명의 골프공은 본 발명의 많은 실시양태 중 단지 일부만을 나타냄을 이해한다. 관련 기술분야의 통상의 기술자라면 본 발명의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 상기와 같은 골프공에 대해 다양한 변화 및 부가가 이루어질 수 있음을 인지할 것이다. 모든 상기와 같은 실시양태는 첨부된 특허청구범위에 의해 커버되도록 의도된다.
본 발명의 골프공은 본원에 사용되는 바와 같이 임의의 부호, 문자, 문자 군, 디자인 등을 의미하도록 간주되는 표시가 추가로 합체될 수 있으며, 이는 골프공의 딤플형 표면에 부가될 수 있다.
본 발명의 골프공은 전형적으로 딤플 피복물을 60% 이상, 바람직하게는 65% 이상, 보다 바람직하게는 75% 이상 가질 것이다. 임의의 공지된 딤플 패턴이 임의의 형상 또는 크기를 갖는 임의의 수의 딤플과 함께 사용될 수 있음을 인지할 것이다. 예를 들어, 딤플의 수는 252 내지 456, 또는 330 내지 392일 수 있고, 임의의폭, 깊이, 및 에지 각을 포함할 수 있다. 상기 패턴의 분할선 형태는 예를 들어 직선 또는 스태거형(staggered) 웨이브 분할선 (SWPL)일 수 있다.
임의의 상기와 같은 실시양태에서, 단일-층 코어는, 적어도 1개의 코어 층이 경도 구배를 갖는 것인 2개 이상의 층 코어로 대체될 수 있다.
실시예 외에서, 또는 달리 명시되지 않는 한, 명세서에서 모든 수치 범위, 양, 값 및 백분율, 예컨대 재료의 양 및 나머지에 대한 것들은 용어 "약"이 그 값, 양 또는 범위와 함께 명백히 나타날 수 없을지라도 마치 단어 "약"이 앞에 있는 것처럼 읽을 수 있다. 따라서, 반대로 나타내지 않는 한, 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 기술된 수치 파라미터는 본 발명에 의해 수득하고자 하는 요망되는 특성에 따라 다양할 수 있는 근사값이다. 특허청구범위의 범주에 균등론의 적용을 제한하려는 시도로서가 아니고 최소한, 각 수치 파라미터는 적어도 기록된 유효 숫자의 수에 비추어 및 통상적인 반올림 기술을 적용함으로써 해석되어야 한다.
본 발명의 폭넓은 범주를 기술하는 수치 범위 및 파라미터가 근사값임에도 불구하고, 특정 예에 기술된 수치 값은 가능한 한 정확히 기록된다. 그러나, 임의의 수치 값은 본래 그의 각 시험 측정에서 발견되는 표준 편차로부터 불가피하게 초래되는 어느 정도의 오차를 함유한다. 아울러, 본원에서 다양한 범주의 수치 범위가 기술될 때, 언급된 값을 포함해서 이들 값의 임의의 조합이 사용될 수 있음을 고려한다.
본 발명의 골프공을 본원에서 특정 수단 및 재료를 들어 기재하였지만, 본 발명이 개시된 특정사항으로 제한되지 않고, 특허청구범위의 범주 내의 모든 등가물로 연장됨을 이해하여야 한다.

Claims (13)

  1. 하위조립체;
    제1 및 제2 열-유도 예비성형 하프 쉘(half shell)을 포함하며, 0.020 인치 이하의 연속적이고 실질적으로 균일한 두께를 갖는 수분 장벽 층으로서, 여기서 수분 장벽 필름 층은 4.0 g/(m2·일) 이하의 정규화 수증기 투과율 nMVTR을 갖는 것인 수분 장벽 층; 및
    수분 장벽 필름 층의 nMVTR을 초과하는 nMVTR을 가지며, 수분 장벽 층 주위에 배치된 적어도 1개의 외부 층
    을 포함하는 골프공.
  2. 제1항에 있어서, 수분 장벽 필름 층이 0.003 인치 내지 0.020 인치의 두께를 갖는 것인 골프공.
  3. 제2항에 있어서, 수분 장벽 층이 0.0035 인치 내지 0.010 인치의 두께를 갖는 것인 골프공.
  4. 제1항에 있어서, 수분 장벽 층이 0.5 g/(m2·일) 내지 4.0 g/(m2·일)의 nMVTR을 갖는 것인 골프공.
  5. 제4항에 있어서, 수분 장벽 필름 층이 0.8 g/(m2·일) 내지 4.0 g/(m2·일)의 nMVTR을 갖는 것인 골프공.
  6. 제1항에 있어서, 수분 장벽 층이 5개의 필름 층을 포함하는 것인 골프공.
  7. 제6항에 있어서, 제2 필름 층 및 제4 필름 층이 타이(tie) 층이고, 제3 필름 층이 제2 필름 층 및 제4 필름 층 사이에 배치되며 수분 장벽 조성물을 포함하는 것인 골프공.
  8. 제7항에 있어서, 제1 필름 층이 저밀도 폴리에틸렌 조성물을 포함하고, 제2 필름 층이 에틸렌 비닐 아세테이트 조성물을 포함하고, 제3 필름 층이 폴리비닐리덴 클로라이드 조성물을 포함하고, 제4 필름 층이 에틸렌 비닐 아세테이트 조성물을 포함하고, 제5 필름 층이 저밀도 폴리에틸렌 조성물을 포함하는 것인 골프공.
  9. 제7항에 있어서, 제2 필름 층이 제4 필름 층의 두께와 실질적으로 유사한 두께를 가지며, 각각의 제1 필름 층, 제3 필름 층 및 제5 필름 층은 제2 필름 층 및 제4 필름 층의 두께를 초과하는 두께를 갖는 것인 골프공.
  10. 제6항에 있어서, 5개의 필름 층이 실질적으로 유사한 두께를 갖는 것인 골프공.
  11. 제1항에 있어서, 수분 장벽 층이, 하위조립체 상에 및 그 주위에 형상추종적으로 및 접착식으로 정합되도록 크기설정, 형상화 및 윤곽화된 내부 표면을 갖는 것인 골프공.
  12. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 하프 쉘이 폴리올레핀-기반 열가소성 엘라스토머를 포함하는 것인 골프공.
  13. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 하프 쉘이 폴리에틸렌 이오노머 공중합체를 포함하는 것인 골프공.
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