KR20010030923A - 골프공 침지 지시수단 - Google Patents

골프공 침지 지시수단 Download PDF

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KR20010030923A
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Abstract

본 발명은 물(50)에서 장기간의 침지후에 색 또는 다른 표시(15)가 변하는 골프공(10)을 제공하여 공(10)이 워터 헤저드로부터 회수되었고, 예상된 비행 성질을 갖지 못하여 캐리 및 로울이 감소될 수 있다는 것을 지시한다. 한 양태에서, 마지막 광택 코트(20) 아래에 미세캡슐화된 염료층(16)을 신속하게 형성시켜, 염료 방출을 조절함으로써 물에서 장기간의 침지후에 공에 착색을 일으킨다.

Description

골프공 침지 지시수단{GOLF BALL IMMERSION INDICATOR}
발명의 배경
1996년 9월호 "골프 다이제스트"에서 지적되었듯이 골프공을 쳐서 물속에 떨어뜨리는 일이 아주 빈번하게 발생한다. 그 결과로서, 골프공이 물에서 상당히 많은 시간을 소비했음에도 불구하고, 골프공을 회수하여 재판매하는 전체적인 산업이 발달하였다. 골프공의 커버은 상당히 불투수성이지만, 문제는 진흙이 있는 연못의 바닥에서의 수일 이상의 침지가 공에 미치는 영향이다.
알고있는 바와 같이, 골프공은 쓰리 피스(three-piece) 공과 투 피스(two-piece) 공의 2가지 종류가 있다. 상기 기사에 따르면, 이러한 공을 시간당 93.7 마일의 클럽 헤드 속도, 90도의 발사 각도 및 2,000 rpm의 스핀 속도로 자동 히팅 장치(robotic hitting machine) 및 표준 길이 금속 드라이버(9.53 도의 로프트 및 엑스트라 스티프 샤프트를 가짐) 를 사용하여 시험할때, 쓰리 피스 공에 대한 결과는 침지 8일후에 6야드의 캐리(carry) 차이, 침지 3개월 후에는 12야드 감소 및 침지 6개월 후에는 15야드 감소였다.
투 피스 공에 대해서는 캐리의 양은 8일 동안의 침지후에 6야드 더 짧아지고 3개월후에는 3.3야드가 더 짧아져서 전체 9.1야드가 짧아졌다. 투 피스 공에 있어서, 물속에 있는 것은 통상적으로는 압축면에서 공을 더욱 단단하게 만드는 반면에, 복원 계수 또는 충격후 공의 진원도(roundness) 회복을 감소시키기도 한다. 상기 인자는 공이 더 짧게 비행하게 만든다. 쓰리 피스 공이 압축면에서 더욱 연화된다는 것으로 밝혀졌지만, 상기 언급된 기사에 따르면 비행 거리가 더욱 짧아진다.
연못내 골프공의 침지 결과에 관계없이, 비행에서의 공의 특징은 침지에 의하여 변화된다. 따라서 문제는 골프공이 침지되었는지를 판단하여 새 골프공으로 대체할 수 있도록 하는 것이다.
골프공의 구조는 미국 특허 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, 3,264,272에 기재되어 있다.
발명의 요약
침지되어 회수되었을지도 모르는 공을 다루어햐 하는 문제를 경감시키기 위하여, 본 발명에서는 공이 침지되었다는 것을 지시하기 위하여 침지후에 색이 변하거나 다른 변하는 표시를 갖는 골프공을 제공한다.
본 발명의 한 양태에서, 캡슐에 든 염료는 골프공이 장기간 동안 물에 노출되었을때, 그 공의 색이 비가역적으로 변하는 골프공을 제조하는 수단으로서 사용된다. 따라서, 본 발명은 호수, 연못, 풀 또는 기타 수체(body of water)에서 하루 내지 일정 시간 동안 물에 이미 노출되었던 공의 지시수단으로서 사용된다. 이러한 지시수단은 골퍼가 장기간 물에 노출된 시간으로 인한 공의 성질의 잠재적인 변화를 경고하는데 사용된다.
한 양태에서, 골프공의 구성은 통상적으로는 투 피스 또는 쓰리 피스 골프공이다. 투 피스 골프공은 고형 고무 코어 및 경질 수지(예, 이오노머 수지)로 만들어진 외부 쉘을 가진 것이다. 쓰리 피스 공은 고체 또는 액체 코어 물질, 권취된 또는 성형된 고무 외부 코어 및 이오노머 또는 폴리부타디엔 또는 발라타 공이라고 하는 폴리 트렌스 이소프렌 고무 쉘로 이루어진 것이다. 한 양태에서, 양쪽 경우 모두 캡슐에 든 염료는 염료 캡슐화제를 함유하는 중합체 수지의 오버코팅내에 넣은 다음, 마지막 광택 코팅처리를 한다. 대안적으로는, 염료가 골프공 발라타 또는 이오노머 쉘과 직접적으로 배합되거나 캡슐의 형태로 배합되고, 간단한 광택 코팅이 추가될 수 있을 것이다. 양쪽 경우 모두, 광택 코팅을 통한 물의 확산에 이은 캡슐화제 오버코팅 또는 쉘을 통한 확산은 미세캡슐에 든 입자로부터 수용성 염료의 느린 확산을 개시시킨다. 수용성 염료는 점차로 이오노머 또는 폴리부타디엔 쉘을 착색시켜 공을 영구적으로 착색시킨다. 확산 시간은 중합체 필름 코팅의 두께, 중합체 미세캡슐화제의 크기, 염료 및 사용된 광택 코팅제에 따라 달라진다.
도면의 간단한 설명
본 발명의 상기 및 기타 다른 특징은 상세한 설명과 관련하여 그 도면을 참고하면 더욱 잘 이해될 수 있을 것이다:
도 1은 골퍼가 공을 쳐서 워터 헤저드(WATER HAZARD)에 빠뜨리는 것을 보여주는 개략도이다.
도 2는 물에서의 침지후의 도 1의 공의 개략도로서, 공이 장기간 동안 물속에 침지되었다는 시각적인 지시수단를 보여준다.
도 3은 장기간 물 침지의 시각적인 표시수단를 제공하는 투 피스 공의 개략도로서, 투 피스 공은 고형 고무 코어 및 성형된 경질 이오노머 쉘 또는 이오노머 배합물(예, 서린(surlyn) 또는 유사한 적합한 중합체 수지)을 포함하며, 이 공에는 쉘 또는 공의 맨틀을 지나가는 캡슐에 든 염료 입자를 함유하는 형태에 순응하는 오버코트 중합체 분산물이 제공되어 있으며, 이 오버코트는 염료 입자를 함유하지 않는 마지막광택 코트로 피복되어 고광택 마무리를 유지하며 공에 추가적인 확산 배리어(barrier)을 제공하여 습하거나 축축한 환경에서 염료 방출을 막아준다.
도 4는 장기간의 물 침지의 시각적인 지시수단를 제공하는 쓰리 피스 공의 개략도로서, 쓰리 피스 공은 고체, 액체 또는 겔, 권취된 고무 밴드 또는 성형된 고무 외부 코어, 광택 고무 물질(예, 발라타 고무, 폴리부타디엔 배합물 또는 쇼어 (shore) 경도가 낮은 이오노머)의 쉘 및 마지막 광택 코트 아래의 중합체/캡슐에 든 염료의 추가적인 오버코트층을 포함한다.
도 5는 공이 장기간 동안 수체에 침지되었을때, 공안으로의 물의 확산을 나타내는 개략도이다.
도 6은 캡슐에 든 염료 입자의 개략도이다.
도 7은 다른 형태의 투 피스 골프공의 개략도이다.
발명의 상세한 설명
도 1에서, 전형적인 상황으로서, 골퍼(12)가 친 공(10)이 워터 헤저드(13)속으로 떨어지고, 여기서 골프공은 골퍼 또는 워터 헤저드에서 공을 회수하는 회사가 회수할 때까지 방치된다. 상기 언급한 바와같이, 장기간 동안 침지된 이러한 공은 그들의 비행 특징을 잃어버리고, 그 공을 세척하여 재판매하더라도 침지로 인하여 비행 특징을 회복하지 못한 다는 것을 알 수 있다.
일정 시간 동안 물에 침지되었던 골프공의 지시수단를 제공하기 위하여, 도 2에서는 골프공(10)이 얼룩덜룩한 모습(15)으로 제공된 것을 볼 수 있으며, 이것은 공이 물에 침지되었다는 것을 보여주는 지시수단 역할을 한다.
상기 지시수단 또는 다른 지시수단는 물에 의해 활성화되어 골프공의 구입자가 공이 실제로는 사용된 공이고 일정 시간 동안 물에 침지되었거나 다른 예정된 처리를 한 공임을 확신할 수 있도록 하는 편리한 방법을 제공한다.
기재될 한 양태에서, 이 특징적인 변색 또는 지시는 한 양태에서 캡슐에 든 염료 입자에 물이 주입되어 활성화되는 수용성 염료 또는 잉크를 사용해서 제공된다. 물의 주입으로 염료 입자는 염료를 방출하여 특징적으로 골프공을 표시한다. 공을 구입하는 골퍼가 실제로 공이 물에 침지되었거나 골프에 부적합하다는 것을 확신할 수 있는 한 물에 녹거나 물에 의해 활성화되어 방출되는 잉크를 사용하든 염료를 사용하든 그것은 중요하지 않다.
조절된 방출 기술은 주어진 시간 또는 원하는 자극에 따라 특정한 시간에 소량의 화합물을 서서히 전달하는 잘 입증된 방법이다. 본 발명에서 조절된 방출 기술은 물에서 골프공의 느린 색 변화에 대한 접근법으로서 사용된다. 본 발명의 한 양태에서, 작은 입자 또는 비이드(bead)를 형성시키기 위하여 얇은 중합체 코팅으로 미세 캡슐에 넣은 잉크 또는 염료의 사용과 관련되어 있다. 수십 마이크론 내지 mm 크기로 다양할 수 있는 이러한 미세 캡슐은 공에 대한 광택 코팅으로 작용할 수 있는 경질 광택 중합체 코팅 물질(예, 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 폴리비닐 아크릴레이트 에스테르)에 혼입시킬 수 있거나, 캡슐화제를 공 자체의 고무 또는 이오노머 피막에 혼입시킬 수 있다.
미세캡슐화제는 작은 입자내에 액체 또는 고체 물질을 둘러싸기 위하여 사용되는 중합체 코팅이다. 미세캡슐화제는 통상적으로는 지름이 수십내지 수백 μ범위이다. 미세캡슐화 접근법은 화합물이 원하는 조건하에서 환경에 느리지만 체계적으로 배출되는 많은 용도에 사용되었다. 예로는 약물 전달, 시간 방출 향장품 분야에서의 활성화 영양분 또는 단백질 및 농산품용 비료 또는 살충제에서의 미세캡슐을 포함한다.
중합체 코팅은 넓은 범위의 잠재적인 중합체 물질 및 중합체 배합물로 이루어질 수 있다. 대부분의 조절된 방출 기술을 위한 기초는 중합체 코팅 또는 매트릭스를 통한 주변 환경의 캡슐화된 제품의 느린 확산이다. 확산의 원동력은 고농축된 내부로부터 묽은 외부 영역으로의 질량 이동이다. 확산 공정은 종종 중합체 필름을 팽창시키거나 부분적으로 용매화시키는 용매의 존재에 의해 가속되거나 활성화되어서, 중합체 필름을 가소화시키고 중합체 매트릭스의 효과적인 확산율을 증가시킨다. 그 결과 캡슐에 든 물질의 미세캡슐의 외부로의 이동 속도가 더욱 빨라진다.
조절된 방출 시스템에 두번째 루트는 우수한 용매중에서의 가교되지 않은 중합체 코팅 또는 선형 중합체 코팅의 느린 용해이며, 그 결과 코팅벽이 점차 얇아지고 궁극적으로는 완전히 용해되어 캡슐 화합물이 방출된다. 이 경우에, 단지 확산 속도보다는 중합체의 용해 속도가 캡슐화제의 방출에서 속도를 결정하는 단계이다.
물질의 조절된 방출에 대한 세번째 접근법은 거대 캡슐화이다. 이 경우에는, 물질이 다양한 형태 또는 물체로 성형시킬 수 있는 연속적인 중합체 매트릭스로부터 서서히 방출된다. 거대 캡슐화 접근법과 미세캡슐화의 접근법 사이에 주된 차이점은 미세캡슐화에서는 물질이 수 μ크기의 명확한 미소구체로 둘러싸이는 반면에, 거대캡슐화에서는 관심 물질이 cm 이상의 크기의 물질로 직접 둘러싸인다는 것이다. 두 접근법 모두 매트릭스 또는 캡슐화제 쉘의 외부로의 물질의 느린 확산과 관련되어 있다.
도3에서, 본 발명의 한 양태로 고형 고무 코어(12)를 가진 통상적인 투 피스 공(10)이 서린(Surlyn) 또는 유사한 중합체 수지와 같은 이오노머 배합물의 성형된 경질 쉘(14)을 가지고 있는 것을 보여준다. 보는 바와 같이, 형태에 순응하는 오버코트 중합체 분산물(16)은 캡슐에 든 염료 입자 (18)를 함유하며, 분산물은 공의 쉘 또는 맨틀을 오간다.
그후에, 이 오버코트는 염료 입자를 함유하지 않는 마지막 광택 코트(20)로 피복되어 고광택 마무리를 유지하고 공에 추가적인 확산 배리어을 제공하여 습하거나 축축한 환경에서 염료 방출을 막아준다.
도 4에서 예시된 쓰리 피스 공의 경우에도 마찬가지로, 쓰리 피스 공은 고체, 액체 또는 겔 내부 코어(32), 권취된 고무 밴드 또는 성형된 고무 외부 코어(34) 및 광택 고무 물질(예, 발라타 고무, 폴리부타딘 배합물 또는 쇼어 경도가 낮은 이오노머)의 쉘(36)이 제공된다.
중합체/캡슐에 든 염료의 추가적인 오버코트층(36)이 마지막 광택 코트(38)아래에 형성됨을 유의해야 한다.
도 5에서 기재된 개략도는 공(10)이 장기간 동안 수체에 침지되었을때 공안으로 물(50)의 확산을 나타낸다. 물 분자는 (51)에서 보이듯이 광택 오버코트 (52)를 통하여 공안으로 서서히 확산된다. 어떤 경우에는 층(56)내의 염료 캡슐(54)이 광택 오버코트에 가까이 존재하여 (58)에서 보이는 쉘로부터 떨어져 있을 것이다. 물은 먼저 이러한 캡슐을 침투한 다음 층(56)내의 대부분의 캡슐로 확산되기까지는 장시간이 걸릴 것이다. 물은 서서히 미세캡슐화제에 스며들어 용매화시켜서 수용성 염료가 중합체 미세캡슐의 외부로 조절 확산되어 광택 오버코트(52)를 착색시킨다. 시간이 지나면, 물은 층을 가로질러 이오노머 쉘(58)로 확산되며, 여기서 이오노머 수지는 염료를 영구히 흡수하여 짙은 색 변화를 일으킬 것이다.
폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메타크릴산, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴덱스트란, 폴리알킬시아노아크릴레이트, 셀룰로오즈 아세테이트, 셀룰로오즈 아세테이트 부티레이느, 셀룰로오즈 니트레이트, 메틸 셀룰로오즈 및 기타의 셀룰로오즈 유도체, 나일론 6,10, 나일론 6,6, 나일론 6, 폴리테레프탈아미드 및 기타의 폴리아미드, 폴리카프로락톤, 폴리디메틸실록산 및 기타의 실록산, 지방족 및 방향족 폴리에스테르, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리에틸렌-비닐 아세테이트, 폴리글리콜산, 폴리아세트산 및 공중합체, 폴리(메틸 비닐 에테르/말레산 무수물), 폴리스티렌, 폴리비닐 아세테이트 프탈레이트, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 셸럭(shellac), 스타치(starch) 및 왁스(예, 파라핀 밀랍, 카나우바 왁스(carnauba wax))를 포함하는 많은 상이한 중합체 및 중합체의 배합물이 미세캡슐화 코팅용으로 사용될 수 있다. 사용된 중합체는 물의 부재하에서 중합체 매트릭스를 통한 잉크의 확산율이 거의 0이 되어야 한다. 주위 매트릭스로 물이 주입되어 중합체 필름을 통하여 연속적인 물의 확산이 일어날때, 염료 분자에 대한 중합체 코팅의 확산율은 증가하여 중합체 필름을 거쳐 염료가 수송된다. 이러한 적용에 대하여 이상적인 중합체 시스템은 물에 대한 한정된 투과성을 가져서 수용성 염료를 방출시키기 전에 긴 확산 시간을 제공하는 것이다. 이러한 중합체는 소수성 또는 친수성 중합체의 가교되거나 가교되지 않은 배합물, 친수성 블록을 갖는 세그먼트 또는 블록 공중합체 또는 수불용성이지만 물에 대하여 작지만 한정된 친화성을 갖는 중합체일 수 있다. 이러한 중합체로는 나일론(예, 나일론 6,10 또는 나일론 6), 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리비닐 클로라이드 등이 있다. 필름의 염료 및 물 투과성 계수를 조절하기 위하여 소수성 중합체와 배합할 수 있는 투수성이 더욱 높은 중합체로는 셀룰로오스 유도체, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리디메틸실록산, 폴리비닐알코올 등이 있다.
사용될 수 있는 염료는 수용성이여야 하며 많은 종류의 산업적인 염료 물질이 있다. 이상적으로는, 염료는 염료-캡슐화제 코팅 아래의 맨틀 또는 쉘을 위해 사용된 중합체와 혼화성이어야 한다. 이온성 염료 및 여러가지 수용성 염료는 중합체에서 카복실레이트기 및 카복실산기의 존재로 인하여 이러한 맨틀에서 통상적으로 사용되는 이오노머와 특히 혼화적이다. 일부 염료 시스템은 더욱 극성인 용매의 존재하에서 색이 변한다. 염료가 물에 노출될때까지 색이 거의 없다면 이러한 효과는 유용할 것이다. 이러한 적용에 대하여 일부 가능성이 있는 염료로는 메로시아닌 염료, 피리디늄-N-페녹사이드 염료등이 있을 것이다. 예로는 나프탈렌 오렌지 G, 크리스탈 바이올렛(Crystal Violet), CI 디스퍼스 레드 (Disperse Red) 및 기타의 여러가지 통상적인 산업 염료가 있다. 분자량이 클수록 염료는 중합체 매트릭스를 통하여 더욱 느리게 확산되므로 거대분자량의 염료가 바람직하다.
수용성 염료는 물에 노출되기전에 비수성 매질에 침지된 경질의 고형 중합체 필름으로 둘러싸여, 매우 낮은 원동력 및 코팅을 통한 확산에 대한 높은 내성을 가지게 된다. 도 5에서보듯이, 장기간 동안 물에 노출되면, 물이 중합체 층(56)속으로 서서히 확산된 다음, 미세캡슐(60)을 통하여 도 6에 보이는 염료 입자(62)로 확산될 것이다. 층(56)의 외부로의 염료 입자의 확산은 질량 이동의 기본 법칙을 사용해서 모형화할 수 있다. 캡슐의 외부로 염료가 확산되는 속도는 도 6에서 보듯이 염료 입자(62)를 둘러싸는 염료 캡슐(60)에 대한 Rout및 Rin과 관계된다. 픽크(Fick)의 제1법칙이 확산 공정을 모형화하는데 통상적으로 사용된다. 정상 상태에서, 미세캡슐로부터의 염료의 질량 이동은 하기 방정식을 사용하여 모형화할 수 있다:
dM/dt=4πDKΔCRoRi/(Ro-Ri)
상기식에서,
dM/dt는 시간에 대한 염료의 이동 속도이고, D는 중합체 층에서의 염료의 확산율이고, K는 중합체 층에서의 염료의 용해도이고, C는 미세캡슐 대 외부 캡슐에서 염료의 농노차이고, Ro는 캡슐의 외부 지름이고 Ri는 캡슐의 내부 지름이다. 지름이 50μ이고 내부 지름이 45μ이어서 벽두께가 5μ인 미세캡슐에 있어서, 나일론과 같은 중합체 필름을 통하여 염료의 절반이 확산하는 시간은 10내지 100시간의 범위이며, 매트릭스에서의 염료의 상대적인 용해도에따라 다르다. 확산 시간은 확산 물질뿐 아니라 다양한 중합체 또는 중합체 배합물을 사용하여 조절할 수 있다. 어떤 입자도 함유하지 않는 순수한 중합체의 얇은 제2 상부 코팅층의 사용을 포함하는 기술의 처리는 잉크 미세입자의 분배를 조절할 수 있어서 공의 커버에 위치할수 있는 미세입자로부터 잉크의 즉각적인 방출을 방지한다.
많은 기술을 사용하여 미세캡슐을 형성시킬 수 있다. 이러한 기술은 불용성 중합체의 콜로이드 현탁액의 교반 및 이어지는 비수성 매질속에서의 미세입자의 분리를 사용하는 중합체 코아세르베이션/상 분리를 포함한다. 폴리아미드, 몇몇 폴리에스테르 및 폴리우레탄 코팅은 계면 중합을 사용하여 형성시킬 수 있으며, 안정된 미세에멀젼을 형성시키기 위하여 안정제를 사용한다. 역시 비수성 비용매 매질을 사용하는 비이드(bead) 현탁 중합 기술은 폴리아크릴레이트, 폴리아세테이트 또는 공중합체와 같은 비닐 중합체의 유리 라디칼 중합을 통하여 수득되는 많은 중합체에 대하여 사용될 수 있다. 중합체 코팅이 아주 투명하면, 미세캡슐화제 속에 염료의 색을 "숨기는" 것이 필요할 수 있다. 이 경우에는 중합체 코팅벽속의 백색 안료의 혼입을 캡슐화 공정 동안에 수행할 수 있다.
염료 미세캡슐을 원하는 크기 및 필름 두께로 제조한 후, 그 입자는 건조기하에서 저장하여 24시간 이상 건조제로 진공하에서 건조시킨 다음 오버코트를 형성시키기 위해 중합체 필름과 함께 제형시킬 수 있다. 오버코트에 대한 중합체 매질은 폴리우레탄 또는 폴리아크릴레이트와 같은 통상적인 광택 코팅 물질일 수 있다. 입자로의 물의 확산 제한은 오버코트와 광택 코트 둘 모두에 대한 중합체 매질의 선택에 따라 다양할 것이다. 바람직한 물질로는 폴리우레탄, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에틸 메타크릴레이트, 폴리부타디엔 및 여러가지 폴리비닐이 있다. 입자는 1내지 30%의 첨가량으로 습도 50% 이하의 건조 상태하에서 중합체 오버코트 필름내에 배합되어야 한다. 분산 조건은 미소구체 중합체 코팅의 유동 온도 미만의 온도 조건 또는 미소구체 중합체 코팅을 용해시키지 못하는 용매와 오버코트 중합체의 혼합물 상태일 수 있다. 대안으로는 열을 가해도 용해되거나 흐르지 못하는 가교된 미소구체의 사용을 포함하거나 가교성 액체 단량체 또는 초기 중합체의 사용을 포함한다. 공위에 침지 코팅하거나 분무코팅하어 오버코팅을 형성시킨 다음 그후에, 입자를 함유하지 않는 제2 광택 코팅을 공에 적용할 수 있다. 오버코트 및 광택의 코팅 두께는 통상적인 골프공에 사용되는 일반적인 광택코팅의 두께와 유사하다.
실시예 1
한 구성에서, 골프공은 권취된 고무 코어, 및 증백제로서 TIO2 분말 및 청색 염료를 함유하는 두꺼운 서린 이오노머 커버로 이루어진 투 피스 골프공일 수 있다. 그리고 나서, 염료 입자를 함유하는 반투명한 코팅을 피복할 수 있다. 이 코팅은 5%의 염료 캡슐화제 물질과 배합된 가용성 나일론, 폴리에스테르, PET 또는 다른 배리어 코팅으로 이루어질 것이다. 캡슐에 든 형태의 염료가 착색되면, 몇몇 TIO2 분말을 이 층에 추가시켜서 백색을 유지시켰다. 최종적으로는 마지막 광택 코팅을 이 층에 추가시켰다. 공의 변색에 중요한 층은 최외곽의 두 층이며, 이 층은 대략적으로 100μ 또는 0.1mm의 두께가 되어야 한다.
첫번째 양태에서, 사용한 염료는 통상적인 수용성 염료인 나일 블루 (Nile Blue)이다. 이 염료는 실온에서 결정성 물질이며 20내지 40μ 크기의 결정을 함유하는 과립 분말로서 이용할 수 있다. 이러한 고형 결정은 경질 및 비다공성이고, 저농도의 매트릭스에서 분산되었을때 어떠한 변색도 검지되지 않을만큼 충분히 작다. 유기 용매에서 젤라틴 코아세르베이션을 사용하여 각각의 염료 입자를 젤라틴 코팅으로 캡슐화시켜서 염료 분자가 물에 녹는 것을 방지하는데, 코아세르베이션에 대한 과정은 잘 알려져 있고 오랫 동안 약물 캡슐화, 향장 산업 및 농산업에 사용되어왔다. 그리고 나서, 캡슐에 든 염료를 분리시켜 1질량% 농도로 폴리우레탄 또는 폴리에스테르 광택 코트와 같은 중합체 광택 코팅에 추가시켰다. 투 피스 서린 코팅된 공을 광택 코트 수지로 침지 코팅시킨 다음 열 및/또는 기류를 사용하여 용매 제거 공정 동안 건조시키는데, 오버코트층의 두께는 대략적으로 100내지 200μ이어야 한다. 그리고 나서, 폴리우레탄과 같은 광택 코팅의 제2층을 분무 코팅 방법을 사용하여 추가시켰다. 이러한 제2층을 추가시켜서 하나의 추가적인 습기에 대한 배리어를 제공하고 균일한 광택 코팅을 보장할 수 있다. 광택 코팅의 두께는 대략적으로 100μ이 되어야 한다.
이렇게해서, 생성된 공은 얇은 필름 배리어내에 캡슐화된 수용성 염료를 함유한다. DK 또는 확산율과 용해도의 곱의 값이 60m2/sec-Pa을 가지는 폴리우레탄과 같은 100μ 두께의 중합체 필름을 통한 물의 침투로 인해서 물에 대한 절반의 확산 시간은 대략적으로 10내지 12시간이 되었다. 그리고 나서, 물은 염료 캡슐화제를 함유하는 제2층내의 염료 입자에 접근할 수 있다. 통상적인 젤라틴 캡슐화제에 대하여 내부 반지름 40μ이고 외부 반지름이 50μ인 것으로 가정한 겔 캡슐화제를 통하여 물이 침투하는 시간은 5내지 6시간이며, 16내지 18시간, 또는 사실상 밤새 물에 노출된 후에는 변색이 일어났다. 투수성이 낮은 캡슐화제 또는 광택 배리어 코팅을 사용하여 투과 시간을 늘릴 수 있었다. 나일론을 기재로 하는 오버코팅으로 절반의 확산시간은 대략적으로 100배 길어졌으며 변색이 100내지 160시간 또는 몇 일에 걸쳐서 일어났다.
실시예 2
두번째 양태는 유체 초기중합체내의 경질 염료 입자 혼합물의 형성에 의해서 폴리에틸렌 옥사이드 또는 폴리 아크릴 산과 같은 수용성 중합체에서 캡슐에 든 염료 입자의 사용과 관계된다. 초기중합체는 예를 들어, 온도 활성화된 개시제 및 비스아크릴아미드 가교제를 가지는 수용성 폴리아크릴아미드 수지일 수 있다. 이 혼합물을 고속에서 교반시키면서 유화제(예, 폴리비닐 알코올)와 함께 비혼화성 유기 용매(예, 톨루엔)에 적가시켰다. 유탁액을 가열할 때 유화된 적가물은 중합되어서 생성된 비이드(bead)가 염료 입자를 함유한다. 이 공정을 조절하여 다양한 크기의 염료 비이드를 생성할 수 있다. 이 적용으로 100μ 크기의 비이드를 생성시켰다. 비이드 형성 공정이 통제된 조건하에서 물의 부재하에 이루어지기 때문에 생성된 비이드는 착색되지 않았을 것이다. 그리고 나서, 생성된 비이드를 분리시켜서, 1중량% 폴리우레탄 광택 코팅에 이어 제2 배리어 광택 코팅에 추가시켰다. 이 경우에는, 염료 확산이 단지 외부 배리어 코팅의 두께에만 의존했다. 일단 물이 염료 입자에 도달하면, 폴리아크릴아미드 비이드는 팽창하여 폴리아크릴아미드 비이드를 통한 염료 확산이 매우 빨라지고, 골프공 오버코트내에서 매우 강한 염료의 방출이 일어났다. 첫번째 양태에서 기재된 바와 같이, 배리어 광택 코트를 통한 확산은 코팅을 위해 선택된 중합체에 따라서 10내지 100시간의 범위일 수 있다. 선택된 중합체로는 폴리우레탄 및 나일론(예, 나일론 6,6, 나일론 6 및 나일론 6,10)이 있다.
실시예 3
세번째 양태에서는 컬러 포머(color former)라는 무색 화합물을 사용하였다. 컬러 포머는 현상제에 노출되었을때 강한 염료로 전환된다. 현상제는 약산성의 점토, 또는 컬러 포머를 흡수하거나 용해시켜서 착색된 염료로 되는 수지이다. 이 기술은 매우 잘 발달되어 있으며 열 프린팅, 일렉트로크로믹 프린팅, 압력 감도(무탄소 복사 용지)산업 분야에 사용되고 있다. 이러한 염료를 사용하여 수득되는 색은 흰색 골프공과 쉽게 구벽될 수 있는 짙은 흑색 또는 청색 음영이다.
본 발명에서, 현상제를 컬러 포머를 함유하는 캡슐에 든 입자와 함께 광택 수지내에서 혼합시켰다. 물 확산으로 현상제가 활성화되어, 물과 현상제는 컬러 포머를 함유하는 미세입자로 확산되었다. 그리고 나서, 생성된 염료는 미세입자로부터 방출되었다. 이 예에서, 현상제의 존재하에서 무색에서 청색으로 변하는 크리스탈 바이올렛 락톤이라는 통상적인 컬러 포머를 계면 중합을 사용하여 나일론 미세캡슐속에 넣었다.
중합 공정에서, 유기 불용성 컬러 포머를 이산 클로라이드와 함께 유기상내에 함유시키고, 그후에 약염기를 함유하는 수성 용액내에서 디아민과 접촉시켰다. 생성된 유화된 방울은 무탄소 복사 용지 산업용 미세입자가 되며, 문헌에 잘 기재되어 있다. 그리고 나서, 광택 수지를 상업적으로 시판되는 색 현상제를 함유하도록 제형시켰다. 통상적인 현상제는 비스페놀 에이 (bisphenol A)이며, 이것은 값싸고 가공이 매우 쉽다. 더욱 효과적이어서 더욱 적은 양을 필료로 하지만 더 비싼 또 다른 현상제는 아연 살리실레이트이다. 두 화합물 모두 1내지 5중량%의 소량으로 내부 코팅을 함유하는 캡슐화제에 첨가할 수 있다.
물 확산 공정은 수용성 현상제의 가용화와 관련될 것이다. 그리고 나서, 물은 현상제의 캐리어로 작용하여 확산을 통해 현상제를 미세입자내의 컬러 포머로 수송한다. 그후 염료는 착색된 수용성 염료로 전환되는데, 이것은 미세입자의 외부로 확산할 수 있어서 공을 착색시킨다. 이 예의 경우, 확산 속도는 폴리우레탄 또는 나일론의 제2 배리어 코팅의 두께에 따라 다르며, 이는 물이 제1 컬러 포머 미세입자에 도달하는 속도를 조절하며, 10내지 100 시간으로 재조정될 수 있다. 이 외부 코팅내에 현상제를 넣음으로써 시스템의 강도 및 효율을 개선시킬 수 있으며 캡슐에 든 컬러 포머는 내부 코팅내에 유지된다.
상기 모든 예는 골프공위에 이층의 광택 코팅의 형성과 관계된 것이다. 내부 층으로부터의 염료의 방출 결과 광택 코트 및 아래있는 골프공 커버가 착색될 것이다. 기술된 본 발명은 투 피스 또는 쓰리 피스 골프공내의 물 흡수를 검지하기 위해 사용될 수 있다.
골프공을 제조하기 위하여 요구되는 가공 단계는 제조자 및 원하는 공의 최종 성질에 따라서 다양하다. 본 발명은 골프공의 제조에서 마지막 마무리 공정 단계의 변경과 관계된다. 프라이머(primer), 라벨(label) 및 광택 코트의 적용은
1. 골프공 커버에의 프라이머의 적용
2. 회사 로고 또는 라벨의 적용
3. 공위에 캡슐화제 입자와 함께 광택 코트의 침지 코팅
4. 광택 코트를 함유하는 캡슐화제의 건조/용매 제거 및/또는 경화
5. 제2 광택 코트의 분무 코팅
6. 제2 광택 코트의 건조 또는 경화로 대체될 수 있다.
스피닝 또는 기류를 사용하여 제1 코트를 건조시켜서 균일한 코팅을 보장할 수 있다. 제2 코트의 두께는 변색이 일어나기 전에 적당한 시간을 보장하도록 매우 잘 통제되어야 한다.
이와 같이, 물의 있을때 활성화는 염료 입자를 함유하여 공의 외관을 효과적으로 변경시키는 변색 표시수단으로 구입자가 장기간 동안 물에 노출되었던 공과 좋지 않은 성능을 가질 수 있는 공을 경계할 수 있도록 한 골프공을 기재하였다.
실시예 4
본 실시예는 광택 코트와 골프공 커버사이의 중간 코팅내로의 염료의 혼입에 관한 것이다. 상이한 접근법은 골프공 커버 자체내로의 염료의 혼입과 관련된다. 도 7에 예시된 양태에서, 염료(60)를 고형 입자로서 또는 캡슐에 든 염료로서 투 피스 골프공(62)의 이오노머 공 커버내로 혼입시켰다. 여기서 공은 코어(64) 및 커버로서 작용하는 쉘(66), 고체로로서 존재하는 염료, 지름이 10내지 40μ인 결정성 염료 입자를 갖는다. 이러한 염료를 염료 융점 미만의 온도에서 이오노머와 배합하려면, 염료 입자는 공을 의도와 다르게 착색시킴이 없이 중합체 매트릭스내에 현탁된 상태로 유지되어야 한다. 이오노머 커버로 물이 흡수되면 염료는 즉시 용해되기 시작하여 공 커버를 얼룩덜룩하게 착색시켰다. 이 경우에는, 골프공 광택 코팅(68)이 물에 대해 주된 배리어이고, 물이 광택 코팅으로 투과되어 공의 쉘 또는 커버(66)로 확산을 시작할때 변색이 일어날 것이다. 캡슐에 든 염료를 사용하여 착색 공정을 더욱 잘 통제할 수 있다. 사용되는 염료 캡슐화제는 이오노머 공과의 배합 상태를 견디도록 선택되어야 한다.
본 발명의 몇 개의 양태, 및 일부 변형 양태와 변화된 양태를 기재하였는데, 본 발명의 숙련가에게 상기 언급된 것은 단지 실시예로서 제시된 것으로 예시적인 것이며 제한적인 것이 아니라는 것은 명백하다. 많은 변형 양태 및 기타 상이한 양태는 본 기술분야의 통상적인 기술중 하나의 범위내에 있으며 첨부된 청구항 및 이의 동등항에 의해서만 제한되는 본 발명의 범위내에 포함되는 것으로 고려된다.

Claims (11)

  1. 골프공이 물에 침지되었다는 것을 시각적으로 지시하는 수단을 가지는 골프공.
  2. 제 1항에 있어서, 골프공이 물에 침지되었다는 것을 시각적으로 지시하는 수단이 물 작용시에 물에서의 침지를 시각적으로 지시하는 혼입된 물에 의해 활성화되는 물질을 포함함을 특징으로 하는 골프공.
  3. 제 2항에 있어서, 시각적인 지시가 공에서의 변색임을 특징으로 하는 골프공.
  4. 제 2항에 있어서, 시각적인 지시가 공에서의 얼룩덜룩한 모습임을 특징으로 하는 골프공.
  5. 제 2항에 있어서, 시각적인 지시자가 공위의 지시수단 표시의 변화임을 특징으로 하는 골프공.
  6. 제 2항에 있어서, 물에 의해 활성화되는 물질이 염료 입자 및 이의 미세캡슐화를 포함함을 특징으로 하는 골프공.
  7. 제 2항에 있어서, 공이 코어를 가지며 물에 의해 활성화되는 물질을 함유하는 코어위의 층을 추가적으로 포함함을 특징으로 하는 골프공.
  8. 제 2항에 있어서, 물에 의해 활성화되는 물질이 염료임을 특징으로 하는 골프공.
  9. 제 2항에 있어서, 물에 의해 활성화되는 물질이 잉크임을 특징으로 하는 골프공.
  10. 제 2항에 있어서, 골프공이 코어 및 그위에 물에 의해 활성화되는 물질을 함유하는 층을 포함함을 특징으로 하는 골프공.
  11. 제 10항에 있어서, 골프공이 물에 의해 활성화되는 물질을 함유하는 층위에 광택 코트 층을 추가적으로 포함하며, 광택 코트 층은 광택 코트 층에서 물 활성화 물질을 함유하는 층으로의 물의 침투 속도를 조절하는 예정된 두께를 가져서 침지의 시각적인 지시를 제공하는데 필요한 침지량을 조절함을 특징으로 하는 골프공.
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