KR20160029843A - 다층 골프공의 제조 방법 - Google Patents

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KR20160029843A
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KR
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core
intermediate layer
sphere
axis
rubber
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Application number
KR1020167003280A
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히데유키 이시이
아아론 벤더
니콜라스 에이. 리치
준 이치노즈
치엔-흐신 초우
첸-타이 리우
시흐-카이 린
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나이키 이노베이트 씨.브이.
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Abstract

다층 골프공의 제조 방법은 코어가 공통 구 상에 정렬된 다수의 다각형 랜드부 및 상기 구로부터 방사상 내측으로 연장되는 다수의 그루브를 가진 외부 표면을 갖도록 이오노머 열가소성 재료로부터 코어를 사출 성형하는 단계를 포함한다. 코어는 이후에 제1 반구각과 정반대에 위치한 제2 반구각(각각은 고무 재료로 형성됨) 사이에 배치된다. 제1 및 제2 반구각은 이후에 고무 재료가 코어의 외부 표면과 합치되도록 압축 성형된다. 고무 재료는 이후에 경화되어 코어를 둘러싸는 단일 중간층을 형성한다. 마지막으로, 커버층이 사출 성형 및 압축 성형 중 하나에 의해 중간층 주위에 성형된다.

Description

다층 골프공의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING A MULTI-LAYER GOLF BALL}
본 발명은 일반적으로 다층 골프공의 제조 방법에 관한 것이다.
골프 게임은 아마추어와 프로 수준 둘다에서 더욱더 대중화되고 있는 스포츠이다. 광범위한 다양한 플레이 스타일 및 능력을 고려하기 위해서는, 다양한 플레이 특성을 갖는 골프공을 제조하는 것이 바람직하다.
다층 골프공에 이의 각각의 층들(코어, 중간층 및 커버) 전체에 걸쳐 경도 분포를 소프트한 느낌과 우수한 복원력(resilience) 둘다를 보유하는 방식으로 제공함으로써 다층 골프공에서 소프트한 느낌과 우수한 복원력의 균형을 유지하고자 하는 시도가 이루어져 왔다. 보다 경질의 골프공은 일반적으로 보다 먼 거리, 그러나 보다 덜한 스핀을 달성하며, 이에 드라이브에 있어 보다 우수하지만 보다 짧은 쇼트에 대한 제어가 좀더 어려울 것이다. 한편, 보다 소프트한 공은 일반적으로 보다 많은 스핀을 경험하여, 제어가 보다 용이할 것이지만, 거리감을 결여할 것이다. 부가적으로, 특정의 디자인 특성은 공의 내구성뿐만 아니라 타격시 공의 "필(feel)"에 영향을 미칠 수 있다.
다층 골프공의 제조 방법은 코어가 공통 구(common sphere) 상에 정렬된 다수의 다각형 랜드부(land portion) 및 상기 구로부터 방사상(radially) 내측으로 연장되는 다수의 그루브를 가진 외부 표면을 가지도록 이오노머 열가소성 재료로부터 코어를 사출 성형하는 단계를 포함한다.
형성된 코어는 이후에 제1 반구각(hemispherical shell)과 정반대에 위치한 제2 반구각(각각은 고무 재료로 형성됨) 사이에 배치된다. 제1 및 제2 반구각은 고무 재료가 코어의 전체 외부 표면과 접촉하도록 압축 성형되며, 그 후 고무 재료는 가교되어 코어를 둘러싸는 단일(unitary) 중간층을 형성한다. 마지막으로, 커버층이 사출 성형 및 압축 성형 중 하나에 의해 중간층 주위에 성형된다.
반구각들은 고른 형상의 유지를 돕기 위해 사전 경화될 수 있는 제1 및 제2 중간 고무 블랭크(blank)로부터 형성될 수 있다. 사전 경화는 제1 및 제2 중간 고무 블랭크 각각을 각각의 금속 구 주위에 압축 성형하는 것을 포함할 수 있다.
"하나(A)", "하나(an)", "그(the)", "적어도 하나" 및 "하나 이상"은 항목 중 적어도 하나가 존재함을 나타내기 위해 상호 교환적으로 사용되며; 문맥상 명확히 달리 나타내지 않는 한 다수의 이러한 항목들이 존재할 수 있다. 첨부된 청구범위를 포함한 명세서에서 (예를 들면, 양 또는 조건의) 파라미터의 모든 수치 값은 수치 값 앞에 "약"이 실제로 존재하는지 여부에 상관없이 모든 경우에 있어 용어 "약"에 의해 변형되는 것으로 이해될 수 있다. "약"은 언급된 수치 값이 다소 약간의 부정확(수치 값에 있어 정확성에 다소의 접근; 수치 값에 대략 또는 합당하게 가까이; 거의)을 허용한다는 의미이다. "약"에 의해 제공되는 부정확이 이러한 통상적인 의미로서 당업계에서 이해되지 않는다면, 본원에서 사용되는 "약"은 적어도, 이러한 파라미터를 측정하고 사용하는 일반적인 방법에서 발생할 수 있는 편차를 나타낸다. 부가적으로, 범위 개시는 전체 범위 내의 모든 값과 추가의 분할된 범위의 개시를 포함한다. 일 범위 내의 각각의 값과 일 범위의 끝점은 본원에서 개별 실시양태로서 모두 개시되어 있다. 본 발명의 이러한 기재에서, 편의상, "폴리머" 및 "수지"는 수지, 올리고머, 및 폴리머를 포괄하기 위해 상호 교환적으로 사용된다. 용어 "포함하다", "포함하는", "함유하는" 및 "가지는"은 포괄적이며 이에 언급된 항목의 존재를 명시하지만, 다른 항목의 존재를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 사용시, 용어 "또는"은 수록된 항목 중 하나 이상의 어느 그리고 모든 조합을 포함한다. 용어 제1, 제2, 제3, 등이 다양한 항목들을 서로 구분하기 위해 사용되는 경우, 이들 명칭은 단지 편의를 위한 것이며 항목들을 제한하지 않는다.
도 1은 다층 골프공의 부분 확대된, 개략적인 부분 단면도이다.
도 2는 골프공의 코어의 일 실시양태의 측면도이다.
도 3은 예컨대 도 2의 섹션-S를 따라 취해진 코어의 외부 표면의 제1 실시양태의 일부의 부분 단면도이다.
도 4는 예컨대 도 2의 섹션-S를 따라 취해진 코어의 외부 표면의 제2 실시양태의 일부의 개략적인 부분 단면도이다.
도 5는 예컨대 도 2의 섹션-S를 따라 취해진 코어의 외부 표면의 제3 실시양태의 일부의 개략적인 부분 단면도이다.
도 6은 예컨대 도 2의 섹션-S를 따라 취해진 코어의 외부 표면의 제4 실시양태의 일부의 개략적인 부분 단면도이다.
도 7은 예컨대 도 2의 섹션-S를 따라 취해진 코어의 외부 표면의 제5 실시양태의 일부의 개략적인 부분 단면도이다.
도 8은 그루브의 제1 실시양태의 개략적인 단면도이다.
도 9는 그루브의 제2 실시양태의 개략적인 단면도이다.
도 10은 그루브의 제3 실시양태의 개략적인 단면도이다.
도 11은 그루브의 제4 실시양태의 개략적인 단면도이다.
도 12는 그루브의 제5 실시양태의 개략적인 단면도이다.
도 13은 그루브의 제6 실시양태의 개략적인 단면도이다.
도 14는 다수의 환상형 그루브를 설명하기 위해 주석이 달린, 골프공의 코어의 일 실시양태의 측면도이다.
도 15는 다층 골프공의 개략적인 단면도이다.
도 16은 다수의 상이한 종류의 돌출부(protrusion)를 설명하기 위해 주석이 달린, 골프공의 코어의 일 실시양태의 측면도이다.
도 17A는 골프공의 코어를 형성하기 위한 한쌍의 사출 성형 다이의 개략적인 단면도이다.
도 17B는 골프공의 열가소성 코어가 내부에 형성된 한쌍의 사출 성형 다이의 개략적인 단면도이다.
도 18A는 러버 스톡(rubber stock)의 피스(piece)의 개략적인 단면도이다.
도 18B는 중간층 냉간 성형된 블랭크의 개략적인 단면도이다.
도 18C는 금속 구형 코어 주위에 한쌍의 냉간 성형된 블랭크를 형성하는데 사용되는 한쌍의 압축 성형 다이의 개략적인 단면도이다.
도 18D는 폴리머 코어 주위에 골프공의 중간층을 압축 성형하는데 사용되는 한쌍의 압축 성형 다이의 개략적인 단면도이다.
골프공 디자인
도면을 참조하면, 다양한 도면에서 유사한 참조 번호는 유사하거나 동일한 구성요소를 나타내기 위해 사용되며, 도 1은 골프공(10)의 개략적인, 확대된, 부분 단면도를 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 골프공(10)은 하나 이상의 중간층(14, 16) 및 커버(18)(즉, 커버(18)는 하나 이상의 중간층(14, 16)을 둘러싼다)에 의해 둘러싸인 코어(12)를 포함하는 다층 구성을 가질 수 있다. 도 1이 일반적으로 4-피스 구성을 가진 공(10)을 도시하고 있지만, 여기에 기재된 구조 및 기법은 3-피스 공뿐만 아니라 5-피스 이상의 공에도 동일하게 적용될 수 있다. 일반적으로, 커버(18)는 공(10)의 최외각부(20)를 획정(define)할 수 있으며, 임의의 원하는 개수의 딤플(dimples)(22)을 포함할 수 있고, 예를 들면, 280 내지 432개의 총 딤플을 포함할 수 있고, 일부 예에서는, 300 내지 392개의 총 딤플을 포함할 수 있고, 전형적으로는 298 내지 360개의 총 딤플을 포함할 수 있다. 업계에 공지된 바와 같이, 딤플의 포함은 일반적으로 공의 공기 저항을 감소시키며, 이는 공을 적절히 타격했을 때 보다 긴 비행 거리(flight distance)를 제공할 수 있다.
완전히 조립된 공(10)에서, 각 층(코어(12), 커버(18), 및 하나 이상의 중간층(14, 16)을 포함함)은 모든 층이 공통의 기하학적 중심을 공유하도록 모든 다른 층과 실질적으로 동일한 동심을 가질 수 있다. 부가적으로, 각 층의 질량 분포는 각 층, 및 공 전체에 대한 질량 중심이 기하학적 중심과 일치하도록 균일할 수 있다.
일반적으로 도 1, 및 그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 코어(12)는 가변적인 방사 방향 치수를 가진 외부 표면(30)을 가질 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같은 일 구성에서, 외부 표면(30)은 하나 이상의 그루브(34)에 의해 서로 분리될 수 있는 다수의 이격된 다각형 랜드부(32)를 포함할 수 있다. 각 그루브(34)는 랜드부(32)로부터 방사상 내측으로 연장되는 외부 표면(30)의 일부일 수 있다. 인지될 수 있는 바와 같이, 각 다각형 랜드부는 다각형, 예컨대 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 또는 팔각형과 닮은 둘레(perimeter) 또는 외부 프로파일(36)을 가질 수 있다. 둘레는 실질적으로 평탄할 수 있거나, 또는 코어(12)에 대해 볼록한 또는 오목한 표면 프로파일을 가질 수 있는 랜드 중심부(38)를 둘러쌀 수 있다.
도 3-7은 예컨대 도 2에서 섹션 S를 따라 취해질 수 있는, 외부 표면(30)의 일부의 5개의 개략적인 단면도를 일반적으로 예시한다. 각 도면에서, 각각의 예시된 다각형 랜드부(32)는 실질적으로 공통의 외부 구(42)(즉, 구면 기준(spherical datum))를 따라 정렬될 수 있으며, 이는 일반적으로 코어(12)의 그리고 각 돌출부(44)의 방사 방향으로 가장 외부에 있는 부분을 획정할 수 있다. 외부 구(42)와 "실질적으로 정렬"되는 랜드부(32)는 예컨대 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 구(42)와 완전히 정렬되는 랜드부일 수 있으며 또한 구(42)의 반경과 대략 동일한 평균 방사 방향 위치를 가진 평탄하거나, 볼록하거나(예컨대 도 5-6에 도시됨), 또는 오목(예컨대 도 7에 도시됨)할 수 있는 랜드부일 수 있다. 제공된 예시 이외에, 하나 이상 보다 작은 함몰부 또는 돌출부가 표면적을 더욱 개선하기 위해 각각의 랜드부(32) 내에 형성될 수 있다.
각각의 다각형 돌출부(44)는 일반적으로, 외부 구(42)와 동심을 가질 수 있는 공통 내부 구(46)로부터 연장될 수 있다. 공통 내부 구(46)는 이하에 보다 상세히 기재되는 바와 같이, 적합한 코어 재료로 형성된 솔리드 구일 수 있다. 각각의 다각형 돌출부(44)는 이의 방사 방향 두께를 따라 어느 지점에서 다각형 둘레부(즉, 방사상 내측 방향에서 봤을 때)를 가질 수 있다. 예를 들면, 돌출부(44)는 일반적으로 (즉, 내부 구(46)에 가장 가까운) 다각형 베이스를 가질 수 있고/거나 이는 랜드부(32)에서 일반적으로 다각형일 수 있다.
외부 표면(30)은 일반적으로 다수의 그루브(34) 또는 그루브 부분을 포함할 수 있으며, 각 그루브(34)는 다각형 랜드부(32)로부터 공통 내부 구(46)를 향해 방사상 내측으로 연장된다. 그루브(34)는 일반적으로 다각형 돌출부(44)를 획정하고 분리할 수 있다 (혹은 반대로). 도 8-13은 일반적으로 다양한 그루브 타입의 6개의 개략적인 단면 프로파일을 예시한다. 각 그루브는 일반적으로 외부 구(42)에서 측정된 랜드부들(32) 간의 폭(50), 및 외부 구(42)에서부터 방사 방향을 따라 그루브(34)의 방사 방향 내측의 최대 지점까지 측정된 최대 깊이(52)에 의해 특징지어질 수 있다.
일반적으로, 각 그루브(34)는 약 0.15 mm 내지 약 2.0 mm 사이의 최대 깊이(52)를 가질 수 있다. 다른 실시양태들에서, 각 그루브(34)는 약 0.15 mm 내지 약 1.0 mm 사이, 약 0.15 mm 내지 약 0.8 mm 사이, 약 0.15 mm 내지 약 0.5 mm 사이, 또는 약 0.15 mm 내지 약 0.3 mm 사이의 최대 깊이(52)를 가질 수 있다. 일 구성에서, 각 그루브(34)는 실질적으로 유사한 단면 프로파일을 가질 수 있으며, 각각은 어느 공통 최대 깊이(52)로 외부 구(42)로부터 연장될 수 있다. 또 다른 구성에서는, 코어(12) 전체에 걸쳐 2 이상, 3 이상, 또는 4 이상의 상이한 종류/크기의 그루브가 존재할 수 있다. 부가적으로, 각 그루브(34)는 폭(50)의 깊이(52)에 대한 비(w/d)가 약 2 내지 약 8이도록 치수화될 수 있다.
일반적으로 도 8에 예시된 바와 같이, 제1 구성(60)에서, 그루브(34)는 중심부 지점(64)에서 만나는 선형으로 경사진 측벽들(62)을 포함할 수 있다. 일 구성에서, 측벽(62)은 방사 축에 대해 그리고/또는 다각형 랜드부(32)에 대해 경사각으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 선형으로 경사진 측벽(62)은 방사 축에서 멀리 약 40°내지 약 80°사이 또는 약 55°내지 약 65°사이의 각(63)으로 배치될 수 있다. 제2 구성(66)(도 9)에서는, 유사한 선형으로 경사진 측벽들(62)이 지점(64) 대신에 실질적으로 평탄한 중심부(68)에서 만날 수 있다.
제3 그루브 구성(70)(도 10)에서는, 전체 그루브(34)가 연속적인 (잠재적으로 가변적인) 곡률(72)을 가질 수 있다. 일 구성에서, 그루브(34) 상의 중심 지점에서 곡률 반경은 1.0mm 내지 약 8.0 mm의 범위 내일 수 있다. 제4 구성(74)(도 11)에서는, 각 측벽(76)이 경사진 측벽(76)에서 중심부(80)로 전이(transition)될 수 있는 반경(78)을 포함할 수 있다. 반경(78)은 예를 들면, 약 0.25 mm 내지 약 2.0 mm 사이 또는 약 0.4 mm 내지 약 0.8 mm 사이일 수 있다. 제5 구성(82)(도 12)에서, 각 경사진 측벽(84)은 2개의 반경(86, 88)을 포함할 수 있으며 이들은 각각 다각형 랜드부(32)에서 측벽(84)으로 그리고 측벽(84)에서 중심부(80)로 전이될 수 있다. 일 구성에서, 각 반경(86, 88)은 예를 들면, 약 0.25 mm 내지 약 2.0 mm 사이 또는 약 0.4 mm 내지 약 0.8 mm 사이일 수 있다.
마지막으로, 제6 그루브 구성(90)(도 13)에서, 선형으로 경사진 측벽들(62)은 곡률을 가진 중심부(92)에서 만날 수 있다. 일반적으로 도 13에 도시된 바와 같이, 중심부(92)는 내부 구(46) 상에 실질적으로 정렬될 수 있다. 이들 6개의 그루브 구성은 설명을 목적으로 제공된 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 명시적으로 제공된 것들 이외에, 이들 구성의 하나 이상의 조합이 또한 사용될 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 일 구성에서, 코어(12)의 외부 표면(30) 주위에 배치된 약 60 내지 약 90개 사이의 다각형 랜드부(32)가 존재할 수 있다. 또 다른 구성에서는, 코어(12)의 외부 표면(30) 주위에 배치된 약 100 내지 약 300개 사이의 다각형 랜드부(32)가 존재할 수 있다. 다른 구성들에서는, 약 100 내지 약 200개 사이의 다각형 랜드부(32), 예컨대, 134개의 다각형 랜드부(32), 또는 약 200 내지 약 300개 사이의 다각형 랜드부(32), 예컨대, 246개의 다각형 랜드부(32)가 존재할 수 있다. 다각형 랜드부(32)는 외부 표면(30)의 총 표면적의 약 25% 내지 약 45%를 형성할 수 있으며, 이때 나머지 표면적은 그루브(34)에 기인한다.
일반적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 다각형 돌출부(44) 및 다각형 랜드부(32)는 이들이 적어도 2개의 직교하는 대칭면(100, 102)을 확립하도록 표면(30) 전체 걸쳐 배열될 수 있다. 보다 구체적인 일 실시양태에서, 이들은 제1의 두 면(100, 102)의 각각에 직교하는 제3의 대칭면(104)을 더 확립할 수 있고, 세 면 모두 코어(12)의 기하학적 중심에서 교차한다. 이러한 방식으로, 프로파일링된 외부 표면(30)에도 불구하고, 코어(12)는 "균형잡힌" 중량 분포를 가질 수 있다.
일부 실시양태들에서, 외부 표면(30) 전체에 걸쳐 다각형 돌출부(44) 및 다각형 랜드부(32)의 배열은 이들을 분리/획정하는 그루브 패턴에 의해 가장 용이하게 설명될 수 있다. 예를 들면, 도 14에 도시된 바와 같이, 일 구성에서, 제1 세트의 환상형 그루브(110)가 제1 축(112) 주위에 원주방향으로 배치될 수 있고, 제2 세트의 환상형 그루브(114)가 제2 축(116) 주위에 원주방향으로 배치될 수 있다. 도 14에서 제공된 가상선은 단지 언급된 그루브 위치의 확인을 돕기 위한 의도이다. 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 축(112, 116)은 서로에 대해 직교할 수 있으며, 코어(12)의 기하학적 중심에서 교차할 수 있다. 부가적으로, 제3 세트의 환상형 그루브(118)가 제1 및 제2 축(112, 116)의 각각에 직교하는 제3 축(120) 주위에 배치될 수 있다(즉, 축(120)은 점으로 표시되고, 도(view)에 대해 법선으로 연장된다). 제1, 제2, 및 제3 세트의 환상형 그루브(110, 114, 118)는 협력(cooperate)하여 다수의 사각형 돌출부 및/또는 랜드부(120)를 획정할 수 있다. 각각의 사각형 랜드부는 곧은 가장자리 섹션 또는 약하게 활 모양으로 굽은 가장자리 섹션(예를 들면 코어(12)의 곡률로 인해)으로 이루어질 수 있는 4개의 변을 가진 둘레를 가진다. 일 구성에서는, 다각형 랜드부(32)의 80% 초과가 사각형 랜드부(120)일 수 있다.
각 세트의 환상형 그루브(100, 104, 108)는 예를 들면 이의 각각의 축(112, 116, 120)을 따라 이격된 배열로 배치된 적어도 3개의 환상형 그루브를 포함할 수 있다. 또 다른 구성에서는, 도 14에 도시된 바와 같이, 각 세트의 환상형 그루브(110, 114, 118)가 적어도 4개의 환상형 그루브를 포함할 수 있다. 도 3에서 제공된 단면도에서 가장 명확히 예시하고 있는 바와 같이, 각 세트에서 임의의 2개의 인접 그루브가 예를 들면, 약 8 mm 내지 약 16 mm의 거리(122)로 이격될 수 있다.
도 14를 다시 참조하면, 각각의 제1, 제2, 및 제3 세트의 환상형 그루브(110, 114, 118)가 협력하여 8개의 실질적으로 삼각형 구간 또는 영역(124)을 획정할 수 있으며, 이때 하나의 삼각형 구간은 각각의 축(112, 116, 120)에 의해 획정된 각 8분원 내에 위치한다. 다수의 보조 그루브(126)가 각 삼각형 구간(124) 내에 배치될 수 있으며, 각각의 삼각형 구간(124) 내에서 적어도 3개의 비-장방형 다각형 랜드부(128)를 부분적으로 획정할 수 있다. 일 구성에서, 적어도 3개의 비-장방형 다각형 랜드부(128) 각각은 삼각형, 오각형, 육각형, 또는 팔각형의 군에서 선택되는 둘레를 가질 수 있다.
도 15는 일반적으로 다층 골프공(10)의 단면도(130)를 예시한다. 도시된 바와 같이, 중간층(14)이 코어(12)를 둘러싸고, 전체 외부 표면(30)에 걸쳐 코어(12)의 외부 표면(30)에 결합되는 방사상 내측으로-마주하는 표면(132)을 포함한다. 이러한 방식으로, 중간층(14)은 중간층(14)과 코어(12) 간에 어떠한 보이드도 남김이 없이 코어(12)를 완전히 둘러싼다. 결합은 재료들 간의 직접적인 재료 접촉(즉, 물리적 결합)을 통해 또는 코어(12)와 중간층(14) 사이에 배치될 수 있는 하나 이상의 얇은 접착제 또는 접착-촉진층(즉, 화학적 결합)을 통해 이루어질 수 있다. 일 구성에서는, 얇은 접착층이 코어(12) 주위에 배치된 폴리머 재료로 형성될 수 있으며, 이는 약 1.0 mm 미만의 최대 방사 방향 두께를 가질 수 있다.
도 15에서 추가적으로 예시된 바와 같이, 코어는 일반적으로 약 24 mm 내지 약 32 mm 사이의 직경(134)(방사 방향으로 외부 구(42) 및/또는 다각형 랜드부(32)를 경유해 측정됨)을 가질 수 있다. 부가적으로, 중간층(14)은 약 4.0 mm 내지 9.0 mm 사이의 최소 방사 방향 두께(136)를 가질 수 있다. 일부 구성에서는, 제2 중간층(16)이 다층 공(10)에서 제1 중간층(14)과 커버층(18) 사이에 포함될 수 있다. 이러한 구성에서, 제2 중간층(16)과 커버층(18)은 가장 좁은 부위에서 총합 두께(138)가 최대 약 2.5 mm일 수 있다.
도 16은 본 기재에 따른 코어(12)의 일 실시양태를 예시한다. 본 실시양태에서는, A, B, C, D, 및 E로 표시된 5 종류의 랜드부가 존재한다. 제1, 제2, 및 제3 세트의 환상형 그루브(110, 114, 118)가 협력하여 모두 사각형이지만 약간 다른 표면적을 가진 랜드부 A, B, 및 C를 획정할 수 있다. 랜드부 D 및 E는 각 삼각형 구간(124) 내에 놓일 수 있으며, 여기서 랜드부 D는 사각형(다이아몬드)이고 랜드부 E는 오각형이다. 이러한 방식으로 코어(12)를 컨투어링(contouring)하면 (즉, 다수의 다각형 돌출부(44)가 그루브(34)에 의해 분리됨) 코어(12)의 표면적에 있어 약 5% 내지 약 25%의 증가를 야기할 수 있다. 이 실시양태에서는, 비-사각형 랜드부(즉, 랜드부 E)가 랜드부의 총 개수의 약 5% 내지 약 15%를 차지한다.
골프공 제조 및 재료 파라미터
일반적으로, 골프공(10)은 하나 이상의 사출 성형 또는 압축 성형 단계를 통해 형성될 수 있다. 예를 들면, 일 구성에서, 다층 골프공(10)의 제조는 사출 성형을 통해 코어(12)를 형성하는 단계; 코어(12) 주위에 하나 이상의 냉간 성형된 또는 부분적으로 경화된 중간층(14, 16)을 압축 성형하는 단계; 및 사출 성형 또는 압축 성형을 통해 중간층(14) 주위에 커버층(18)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 17A 및 17B에 개략적으로 도시된 바와 같이, 코어(12)를 형성하는데 사용되는 사출 성형 공정 동안, 2개의 반구형 다이(150, 152)가 협력하여 금형 캐비티(154)를 형성할 수 있으며 이는 연화된 상태의 열가소성 재료(156)로 충전될 수 있다. 반구형 성형 다이(150, 152)는 일 구성에서 코어(12)의 대칭면(100, 102, 또는 104)을 따라 정렬될 수 있는 분할선(158)에서 만날 수 있다. 일 구성에서는, 코어(12) 형성을 위해 열가소성 이오노머, 예컨대 ASTM D1525에 따라 측정된 Vicat 연화 온도가 약 50℃ 내지 약 60℃ 사이, 또는 대안으로 약 52℃ 내지 약 55℃ 사이인 열가소성 이오노머가 사용될 수 있다. 적합한 열가소성 이오노머 재료는 예를 들면, 상표명 Surlyn® 하에 이 아이 듀퐁사(E. I. du Pont de Nemours and Company)로부터 상업적으로 입수가능하다. 적합한 열가소성 재료의 보다 구체적인 예는 이하에 기재된다.
재료(156)는 주위 온도로 냉각되면, 경화되고 성형 다이로부터 제거될 수 있다. 고형화된 코어(12)가 다이로부터 방출될 수 있는 용이함은 외부 표면(30)이 컨투어드 정도와 반비례로 달라질 수 있다. 예를 들면, 그루브(34)의 깊이가 증가할수록, 금형 자체는 (즉, 언더컷으로 불리는) 코어의 배출을 제약할 수 있다. 코어(12)의 천연 수축과 함께 열가소성 재료의 고유의 컴플라이언스 및/또는 유연성이 어느 정도의 언더컷을 허용할 수 있지만, 약 2.0 mm 초과의 그루브 깊이는 솔리드 반구형 금형을 사용하여 코어를 제작하는 능력을 제약할 수 있고 제조 비용 및 복잡성을 상당히 증가시킬 수 있다. 다수의 그루브(34)와 함께 경사진 측벽(42)의 도입은 언더컷의 양을 감소시키는 역할을 할 수 있으며, 보다 큰 최대 그루브 깊이를 허용할 수 있다.
일단 코어(12)가 형성되고 금형으로 제거되면, 임의의 성형 플래시(flash)가 컷팅, 그라인딩, 샌딩, 연마재 매체를 이용한 텀블링, 및/또는 극저온 디플래싱(cryogenic deflashing)의 임의 조합을 이용하여 제거될 수 있다. 디플래싱 이후에, 접착제 또는 결합제가 예컨대 분무, 텀블링, 및/또는 침지에 의해 외부 표면(30)에 적용될 수 있다. 부가적으로는, 이 단계에서 차후 부착력을 증가시키기 위해 하나 이상의 표면 처리, 예컨대 기계적 조면처리(surface roughening), 플라즈마 처리, 코로나 방전 처리, 또는 화학적 처리가 또한 이용될 수 있다. 사용될 수 있는 접착제 및 결합제의 비제한적인 적합한 예는 폴리머 접착제 예컨대 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머, 2-성분 접착제 예컨대 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 및 셀룰로스 수지 및 이를 위한 크로스링커, 예를 들면, 폴리에폭시드 수지를 위한 폴리아민 또는 폴리카르복실산 크로스링커, 폴리알콜-작용성 수지를 위한 폴리이소시아네이트 크로스링커, 등; 또는 실란 커플링제 또는 실란 접착제를 포함한다. 접착제 또는 결합제는 표면 처리 예컨대 기계적 조면처리, 플라즈마 처리, 코로나 방전 처리, 또는 화학적 처리와 함께 또는 없이 사용될 수 있다.
일단 임의 표면 코팅/조제가 적용되고/수행되면 (존재한다면), 중간층(14)은 이후에 예를 들면, 압축 성형 공정 또는 후속의 사출 성형 공정을 통해 코어(12) 주변에 형성될 수 있다. 압축 성형 동안, 2개의 냉간 성형되고/거나 사전 경화된 반구형 블랭크가 코어(12) 주변에 프레스-피팅될 수 있다. 일단 배치되면, 적합한 다이가 블랭크들을 함께 융합하면서 블랭크들을 경화/가교시키기 위해 블랭크들의 외부에 열 및/또는 압력을 인가할 수 있다. 경화 공정 동안, 열의 인가는 임의의 가교의 개시 이전에 반구형 블랭크를 초기에 연화시키고/거나 용융시킬 수 있다. 인가된 압력은 이후에 용융된 재료가 코어(12)의 외부 표면(30)에 합치(conform)되도록 할 수 있다. 경화 공정은 재료 온도가 약 200℃에 가까워지거나 이를 초과할 때 촉진되고/거나 개시될 수 있다. 일 구성에서, 중간층(14)은 고무 재료로 형성될 수 있으며, 이는 주된(main) 고무(예를 들면, 폴리부타디엔), 불포화 카르복실산 또는 이의 금속 염, 및 유기 퍼옥시드를 포함할 수 있다. 적합한 고무 및 구체적인 제제의 다른 예들이 이하에 제공된다.
도 18A-18D는 코어(12) 주위에 중간층(14)을 압축 성형하는데 사용될 수 있는 공정의 일 실시양태를 추가로 예시한다. 도 18A에 도시된 바와 같이, 중간층은 러버 스톡(160) 전체를 통해 균일하게 또는 불균일하게 혼합될 수 있는 하나 이상의 가교제 및/또는 충전제를 포함할 수 있는 러버 스톡(160)의 피스로서 시작할 수 있다. 스톡(160)은 하나 이상의 컷팅, 스탬핑, 또는 프레싱 공정을 통해 (도 18B에 도시된) 실질적으로 반구형 블랭크(162)로 냉간 성형될 수 있다.
도 18C에 개략적으로 도시된 바와 같이, 2개의 압축 성형 다이(164, 166)가 구형 금속 코어(172) 주위에 한쌍의 대향 블랭크(168, 170)를 형성할 수 있다. 이 단계에서, 블랭크(168, 170)는 이들이 (적용가능한 허용 오차 내에서) 실제 반구 형상을 유지할 수 있도록 열의 인가를 통해 냉간 성형되거나 부분적으로 경화될 수 있다. 마지막으로, 도 18D에 도시된 바와 같이, 구형 금속 코어(172)는 컨투어드 열가소성 코어(12)로 치환될 수 있으며, 블랭크(168, 170)는 (사전 단계에서 사용된 동일한 다이(164, 166)일 수 있거나 아닐 수 있는) 제2의 한쌍의 대향 성형 다이(172, 174)에 의해 재차 압축 성형될 수 있다. 이 단계 동안, 다이(172, 174)는 블랭크(168, 170)가 금형 캐비티 내에서 유동하고, 둘다 내부적으로 서로 가교 및 융합되도록 하기에 충분한 양의 열과 압력을 인가할 수 있다. 일단 경화되면, 중간체 공(즉, 결합된 코어(12) 및 중간층(14))이 금형으로부터 제거될 수 있다.
커버층(18)은 일반적으로 하나 이상의 중간층(14, 16)을 둘러쌀 수 있고, 공(10)의 최외각 표면을 획정할 수 있다. 커버는 일반적으로 열가소성 재료, 예컨대 최대 약 1000 psi의 굴곡 탄성율(flexural modulus)을 가질 수 있는 열가소성 폴리우레탄으로 형성될 수 있다. 다른 실시양태들에서, 커버는 이오노머, 예컨대 상표명 Surlyn® 하에 이 아이 듀퐁사로부터 상업적으로 입수가능한 이오노머로 형성될 수 있다. 열가소성 폴리우레탄이 사용되는 경우, 커버는 공 상에서 측정시, 쇼어-D 경도 스케일 상에서 측정된 경도가 최대 약 65일 수 있다. 다른 실시양태들에서, 열가소성 폴리우레탄 커버는 공 상에서 측정시, 쇼어-D 경도 스케일 상에서 측정된 경도가 최대 약 60일 수 있다. 다른 이오노머가 커버층 형성에 사용된다면, 커버는 쇼어-D 경도 스케일 상에서 측정된 경도가 최대 약 72일 수 있다.
제2 중간층(16)이 다층 공(10)의 구성에 이용된다면, 제2 중간층(16)은 쇼어-D 스케일 상에서 측정된 경도가 적어도 약 63일 수 있으며, 또한 커버층의 경도를 초과할 수 있다.
일 구성에서, 코어(12)에 사용되는 열가소성 재료, 예컨대 이 아이 듀퐁사로부터 입수가능한 Surlyn® 등급 8120, 8320, 9320은 굴곡 탄성율이 최대 약 10,000 psi일 수 있거나(굴곡 탄성율은 ASTM D790에 따라 측정됨), 또는 예컨대 열가소성 재료는 굴곡 탄성율이 약 6000 psi 내지 약 7000 psi 사이, 또는 심지어 약 6300 psi 내지 6700 psi 사이일 수 있다. 굴곡 탄성율에 의해 구체화되어지는 것 외에 (또는 택일적으로), 코어(12)에 사용되는 이오노머 재료는 공 상에서 측정시, 쇼어-D 스케일 상에서 측정된 경도가 최대 약 40일 수 있다. 대안적인 실시양태들에서, 상기 재료는 쇼어-D 스케일 상에서 측정된 경도가 약 30 내지 약 40 사이, 또는 약 32 내지 약 36 사이일 수 있다. 쇼어-D 경도 스케일 상의 경도는 ASTM D2240에 따라 측정되지만, 이러한 구체적인 적용에서는, 공의 서브층 또는 공의 곡면의 랜드 영역 상에서 측정된다 (즉, 일반적으로 "공 상에서"로서 지칭됨). 본 기술의 해당 업계에서는 이러한 방식으로 측정된 경도가 예를 들면 하부층의 영향으로 인해 서로 관련될 수 없는 비선형 방식으로 재료의 버튼 또는 평탄한 슬랩의 경도와 종종 상이한 것으로 인지되고 있다. 곡면으로 인해, 경도계 주문자가 표면 경도 판독을 얻기 이전에 골프공 또는 골프공 서브어셈블리를 센터링하고 고른 영역을 측정하도록 주의해야 하며, 예를 들면 딤플진 표면 상에서 커버 측정치는 딤플들 간의 랜드(프렛) 영역 상에서 취해진다. 쇼어-D 경도 이외에, 코어(12)는 JIS-C 스케일 상에서 측정된 경도가 34 내지 70 사이일 수 있으며, 이는 표준 JIS-C 경도 미터를 사용하여 공 상에서 측정될 수 있다.
"압축 변형"은 압축 하중 130 kg 하의 변형 양 - 압축 하중 10 kg 하의 변형 양을 지칭한다. "10-130 kg 압축 변형"을 결정하기 위해, 힘 10 kg 하의 공의 변형 양을 측정한 다음, 힘을 130 kg으로 증가시키고 새로운 힘 130 kg 하의 변형 양을 측정한다. 10 kg에서의 변형 양이 130 kg에서의 변형 양에서 공제되어 "10-130 kg 압축 변형"을 제공한다.
본 다층 골프공에서, 코어(12)는 10-130 kg 압축 변형(C1)이 약 3.5 mm 내지 약 5.5 mm 사이일 수 있다. 코어(12)와 중간층(14)을 조합하여 내부(inner) 공을 형성하는 경우, 내부 공은 10-130 kg 압축 변형(C2)이 비록 C1 미만이지만 적어도 약 2.7 mm일 수 있다. 일 구성에서, C2는 약 2.7 mm 내지 약 3.5 mm일 수 있다. 공이 전체로서 (즉, 코어, 중간층(들), 및 커버) 시험되는 경우, 공은 10-130 kg 압축 변형(C3)이 적어도 약 2.3 mm 또는 약 2.5 mm 내지 약 3.5 mm 사이일 수 있다. 일 구성에서, C2/C1의 비는 약 0.6 내지 0.8 사이일 수 있다.
일 구성에서, 앞서 기재된 골프공은 40 m/s에서 최대 약 0.8 또는 약 0.77 내지 약 0.80 사이의 반발 계수를 갖도록 설계될 수 있다. 본 발명에서 반발 계수 또는 COR은 일반적으로 하기 절차에 따라 측정될 수 있다: 골프공을 공기 대포에 의해 40 m/s의 초기 속도로 발사하며, 속도 모니터링 장치가 대포로부터 0.6 내지 0.9 미터의 거리에 걸쳐 위치한다. 공기 대포로부터 약 1.2 미터 떨어져 위치한 강판을 타격한 후, 시험 물체가 속도-모니터링 장치를 통해 리바운딩된다. 리턴 속도를 초기 속도로 나눈 것이 COR이다.
앞서 기재된 바와 같이, 일부 실시양태들에서는, 상술된 컨투어드 코어(12)가 일반 구보다 코어(12)의 표면적에 있어 약 5% 내지 약 25%의 증가를 야기할 수 있다. 일반적으로 코어 표면적(152)에 있어 증가는 코어(12)와 중간층(14) 간의 최종 접착 강도(154)에 있어 증가를 야기할 수 있는 것으로 밝혀져 있다. 접착력에 있어 이러한 증가는 각각의 층들 간의 하중 전달 효율을 상응하게 증가시킬 수 있다.
층들 사이의 최종 접착 강도(154)를 증가시키는 것 이외에, 볼 스트라이크 데이터는 약 0.2 mm 내지 약 0.6 mm 사이의 최대 그루브 깊이를 갖는 컨투어드 코어가 일 범위의 클럽 타입에 걸쳐 보다 큰 론치 각(launch angle)에서 보다 빠른 결과적인 론치 속도와 보다 적은 스핀을 생성함을 보여준다. 이들은 모두 특정 볼 스트라이크를 위한 이동 거리를 최대화하는 시도에서 유리한 특성이다. 하기 표 1은 도 16과 유사하고 약 0.5 mm의 최대 그루브 깊이를 가진 디자인에 대한 특정 볼 스트라이크 데이터의 요약을 제공한다.
구형 코어를 가진 공에 대한 평균 변화 및 %증가
드라이버 6 아이언 9 아이언
론치 속도 0.15 mph
0.10%		 0.21 mph
0.19%		 0.16 mph
0.16%
론치 각 0.06 도
0.56%		 0.02 도
0.10%		 0.13 도
0.54%
스핀 -17.3 rpm
- 0.58%		 -35.5 rpm
- 0.62%		 -75.6 rpm
- 0.92%
볼 스트라이크 시험은 다수의 볼 스트라이크에 걸쳐 반복가능한 클럽 모션가능한 자동화된 타격기에 의해 수행된다. 타격기는 클럽 헤드 회전이 실제 골프 스윙을 보다 잘 모방하도록 하는 원심 리스트(centrifugal wrist)를 가진 서보 모터에 의해 구동되는 회전 아암을 가진다. 타격기는 다수의 파라미터에 의해 제어가능하며, 이들 파라미터 모두는 원하는 골프공 론치 조건을 달성하도록 조절된다. 시험기의 스윙 모션은 일반적으로 현실 스윙 프로파일 및 론치 조건을 모방하도록 설계된다 (예를 들면, 아마추어에서 프로에 이르는 범위). 초기 볼 론치 파라미터는 골프공의 비행 파라미터를 트랙킹하기 위해 구체적으로 설계될 수 있는 광학 및/또는 레이더 시스템에 의해 모니터링될 수 있다.
골프공 재료 조성
중심부 및 중간 층 또는 층들 각각은 하나 이상 엘라스토머 재료로 제조될 수 있고 하나 이상 비-엘라스토머 재료를 포함할 수도 있다. 엘라스토머 재료는 고무 및 가교된 블록 코폴리머 엘라스토머를 포함한 열가소성 엘라스토머 및 열경화성 엘라스토머를 포함한다. 골프공 중심부, 각 중간층, 및 커버를 제조하는데 사용될 수 있는 적합한 열가소성 엘라스토머의 비제한적인 예들은 첨가 코폴리머의 금속 양이온 이오노머 ("이오노머 수지"), 에틸렌과 4 내지 약 8개의 탄소 원자를 가진 α-올레핀의 메탈로센-촉매화된 블록 코폴리머, 열가소성 폴리아미드 엘라스토머(폴리에테르 블록 폴리아미드), 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머, 열가소성 스티렌 블록 코폴리머 엘라스토머 예컨대 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌), 폴리(스티렌-에틸렌-코-부틸렌-스티렌), 및 폴리(스티렌-이소프렌-스티렌), 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머, 열가소성 폴리우레아 엘라스토머, 및 이들 열가소성 엘라스토머에서 그리고 다른 열가소성 매트릭스 폴리머에서 고무의 동적 가황물을 포함한다. 중심부, 각 중간층, 및 커버는 또한 열경화성 재료, 특히 가교된 엘라스토머로 제조될 수 있다. 중심부 및 각 중간층은 특히 고무로 제조될 수도 있다.
이오노머 수지는 에틸렌계 불포화 산의 첨가 코폴리머의 금속 양이온 이오노머이다. 바람직한 이오노머는 적어도 하나의 알파 올레핀, 적어도 하나의 C3-8 α,β-에틸렌계 불포화 카르복실산, 및 경우에 따라 다른 코모노머의 코폴리머이다. 코폴리머는 코모노머로서 적어도 하나의 연화(softening) 모노머 예컨대 에틸렌계 불포화 에스테르, 예를 들면 비닐 아세테이트 또는 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 예컨대 C1 내지 C8 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 에스테르를 함유할 수 있다.
이오노머 코폴리머에서 산 모노머 단위의 중량%는 산 코폴리머의 총 중량을 기준으로 하한이 약 1 또는 약 4 또는 약 6 또는 약 8 또는 약 10 또는 약 12 또는 약 15 또는 약 20 중량%이고 상한이 약 20(하한이 20이 아닌 경우) 또는 약 25 또는 약 30 또는 약 35 또는 약 40 중량%인 범위일 수 있다. α,β-에틸렌계 불포화 산은 바람직하게는 아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, 말레산, 크로톤산, 푸마르산, 이타콘산, 및 이들의 조합에서 선택된다. 다양한 실시양태들에서, 아크릴산 및 메타크릴산이 특히 바람직할 수 있다.
산 모노머는 바람직하게는 에틸렌 및 프로필렌에서 선택된 알파-올레핀과 공중합된다. 이오노머 코폴리머에서 알파-올레핀 단위의 중량%는 산 코폴리머의 총 중량을 기준으로 적어도 약 15 또는 약 20 또는 약 25 또는 약 30 또는 약 40 또는 약 50 또는 약 60 중량일 수 있다.
특정의 바람직한 실시양태들에서, 특히 커버의 경우, 이오노머는 알파-올레핀 및 에틸렌계 불포화 카르복실산 이외의 다른 코모노머를 포함하지 않는다. 다른 실시양태들에서, 연화 코모노머가 공중합된다. 적합한 연화 코모노머의 비제한적인 예들은 C3-8 α,β-에틸렌계 불포화 카르복실산의 알킬 에스테르, 특히 알킬기가 1 내지 8개의 탄소 원자를 가진 것들, 예를 들면 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 및 이들의 조합이다. 이오노머가 연화 코모노머를 포함하는 경우, 연화 코모노머 모노머 단위는 코폴리머의 0 초과, 또는 약 1 또는 약 3 또는 약 5 또는 약 11 또는 약 15 또는 약 20 중량%의 유한 양의 하한과 코폴리머의 약 23 또는 약 25 또는 약 30 또는 약 35 또는 약 50 중량%의 상한을 가진 범위의 코폴리머의 중량%로 존재할 수 있다.
산-함유 에틸렌 코폴리머의 비제한적인 구체적 예들은 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 코폴리머를 포함한다. 바람직한 산-함유 에틸렌 코폴리머는 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 코폴리머를 포함한다. 다양한 실시양태들에서 가장 바람직한 산-함유 에틸렌 코폴리머는 에틸렌/(메트)아크릴산/n-부틸 아크릴레이트, 에틸렌/(메트)아크릴산/에틸 아크릴레이트, 및 에틸렌/(메트)아크릴산/메틸 아크릴레이트 코폴리머를 포함한다.
에틸렌-산 코폴리머에서 산 모이어티는 임의의 금속 양이온에 의해 중화될 수 있다. 적합한 양이온은 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 바륨, 납, 주석, 아연, 알루미늄, 비스무트, 크롬, 코발트, 구리, 스트론튬, 티타늄, 텅스텐, 또는 이들 양이온의 조합을 포함하며, 다양한 실시양태들에서 알칼리, 알칼리 토, 또는 아연 금속 양이온이 바람직하다. 다양한 실시양태들에서, 이오노머의 산 기는 약 10% 내지 또는 약 20% 내지 또는 약 30% 내지 또는 약 40% 내지 약 60% 또는 약 70% 또는 약 75% 또는 약 80% 또는 약 90% 또는 100%로 중화될 수 있다.
이오노머 수지는 고(high) 산 이오노머 수지일 수 있다. 일반적으로, 비중화된(unneutralized) 에틸렌 산 코폴리머의 총 중량을 기준으로 적어도 약 16 중량%의 공중합된 산 잔기를 포함하는 산 코폴리머를 중화시켜 제조되는 이오노머는 "고 산" 이오노머로 간주된다. 이들 고 모듈러스 이오노머에서, 산 모노머, 특히 아크릴 또는 메타크릴산은 약 16 내지 약 35 중량%로 존재한다. 다양한 실시양태들에서, 공중합된 카르복실산은 비중화된 코폴리머의 약 16 중량%, 또는 약 17 중량% 또는 약 18.5 중량% 또는 약 20 중량% 최대 약 21.5 중량% 또는 최대 약 25 중량% 또는 최대 약 30 중량% 또는 최대 약 35 중량%일 수 있다. 고 산 이오노머 수지는 공중합된 카르복실산이 비중화된 코폴리머의 16 중량% 미만인 "저(low) 산" 이오노머 수지와 배합될 수 있다.
다양한 바람직한 실시양태들에서, 이오노머 수지는 충분히 높은 분자량의, 모노머성, 일작용성 유기 산 또는 유기 산의 염을 산 코폴리머 또는 이오노머에 첨가하여 산 코폴리머 또는 이오노머가 가공성(processability)을 상실함이 없이 이오노머 단독이 비-용융-가공성이도록 하는 수준보다 높은 수준으로 중화될 수 있도록 함으로써 형성된다. 모노머성, 일작용성 유기 산 또는 이의 염은 이들이 중화되기 이전에 또는 중화 수준이 생성된 이오노머가 용융-가공성이도록 하는 정도라면 이들이 경우에 따라 약 1 내지 약 100% 사이의 수준으로 부분 중화된 후에 에틸렌-불포화 산 코폴리머에 첨가될 수 있다. 일반적으로, 모노머성, 일작용성 유기 산이 포함되는 경우 코폴리머의 산 기가 가공성을 상실함이 없이 적어도 약 40 내지 약 100%, 바람직하게는 적어도 약 80% 내지 약 100%, 더 바람직하게는 적어도 약 90% 내지 약 100%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 약 95% 내지 약 100%, 가장 바람직하게는 약 100%로 중화될 수 있다. 가공성 상실 없이 이러한 높은 중화, 특히 적어도 약 80% 또는 적어도 약 90% 또는 적어도 약 95% 또는 가장 바람직하게는 100% 수준으로의 높은 중화는 (a) 에틸렌 α,β-에틸렌계 불포화 카르복실산 코폴리머 또는 상기 코폴리머의 용융-가공성 염을 유기 산 또는 유기 산의 염과 용융-블렌딩하는 단계, 및 (b) 충분한 양의 탄소원을 코폴리머 또는 이오노머에서의 총 산 및 유기 산 또는 염을 원하는 수준으로 중화시키는데 필요한 양의 최대 110%로 첨가하여 혼합물에서의 모든 산 모이어티의 중화 수준을 바람직하게는 적어도 약 80%, 적어도 약 90%, 적어도 약 95%, 또는 바람직하게는 약 100%로 증가시키는 단계에 의해 행해질 수 있다. 100% 중화를 얻기 위해, 100% 중화를 얻는데 화학량론적으로 요구되는 양에 비해 약간 과잉의 최대 110%의 탄소원을 첨가하는 것이 바람직하다.
바람직한 모노머성, 일작용성 유기 산은 6개 내지 또는 약 8개 내지 또는 약 12개 내지 또는 약 18개의 탄소 원자 최대 약 36개의 탄소 원자 또는 최대 35개의 탄소 원자를 가질 수 있는 지방족 또는 방향족 포화 또는 불포화 산이다. 모노머성, 일작용성 유기 산의 비제한적인 적합한 예들은 카프로산, 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 스테아르산, 베헨산, 에루스산, 올레산, 리놀레산, 미리스트산, 벤조산, 팔미트산, 페닐아세트산, 나프탈렌산, 이들의 이량체화된 유도체, 및 이들의 염, 특히 바륨, 리튬, 나트륨, 아연, 비스무트, 크롬, 코발트, 구리, 칼륨, 스트론튬, 티타늄, 텅스텐, 마그네슘 또는 칼슘 염을 포함한다. 이들은 임의 조합으로 사용될 수 있다.
다수 등급의 이오노머 수지가 상업적으로 입수가능하며, 예를 들면 상표명 Surlyn® 또는 명칭 "HPF" 하에 이 아이 듀퐁사로부터, 상표명 IotekTM 및 EscorTM 하에 엑손모빌 케미컬사로부터, 또는 상표명 AClyn® 하에 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드로부터 입수가능하다. 다양한 등급들이 조합하여 사용될 수 있다. 다양한 바람직한 실시양태들에서, 이오노머 수지는 아크릴 또는 메타크릴산 타입의 고도로 중화된 이오노머 수지, 예컨대 이 아이 듀퐁사에서 제조한 DuPontTM HPF 2000 또는 AD-1035일 수 있다.
열가소성 폴리올레핀 엘라스토머가 골프공의 제조에 또한 사용될 수 있다. 이들은 단일-부위 메탈로센 촉매작용에 의해, 예를 들면 고압 공정에서 사이클로펜타디에닐-전이 금속 화합물 및 알룸옥산을 포함하는 촉매 시스템의 존재 하에 제조되는 4 내지 약 8개의 탄소 원자를 가진 α-올레핀과 에틸렌의 메탈로센-촉매화된 블록 코폴리머이다. α-올레핀 연화 코모노머의 비제한적인 예들은 헥산-1 또는 옥텐-1을 포함하며; 옥텐-1이 사용가능한 바람직한 코모노머이다. 이들 재료는 상업적으로 입수가능하며, 예를 들면, 상표명 ExactTM 하에 엑손모빌로부터 그리고 상표명 EngageTM하에 다우 케미컬사로부터 입수가능하다.
다양한 바람직한 실시양태들에서, 골프공은 폴리올레핀 엘라스토머, 특히 방금 기재한 열가소성 폴리올레핀 엘라스토머 중 하나를 포함한다. 코어 중심부는 폴리올레핀 엘라스토머와 이오노머 수지의 합계 중량을 기준으로 약 5 중량% 내지 약 50 중량%, 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 폴리올레핀 엘라스토머를 포함할 수 있다.
일 실시양태에서, 코어 중심부 또는 중간층은 아크릴산 및 메타크릴산 중 적어도 하나와 에틸렌의 코폴리머의 금속 이오노머, 불포화 지방 산의 금속 염, 및 4 내지 약 8개의 탄소 원자를 가진 α-올레핀 및 에틸렌의 메탈로센-촉매화된 코폴리머의 조합으로 제조되며 이는 Statz 등의 미국 특허 제7,375,151호에 기재된 바와 같이 또는 2013년 3월 15일에 출원된 Kennedy의 "열가소성 골프공 재료의 제조 방법 및 열가소성 재료를 갖는 골프공"의 미국 특허 출원 제13/825,112호에 기재된 바와 같이 제조될 수 있으며, 둘 모두의 전체 내용은 본원에서 참고적으로 인용된다.
골프공의 중심부, 중간층, 또는 커버에 사용될 수 있는 적합한 열가소성 스티렌 블록 코폴리머 엘라스토머는 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌), 폴리(스티렌-에틸렌-코-부틸렌-스티렌), 폴리(스티렌-이소프렌-스티렌), 및 폴리(스티렌-에틸렌-코-프로필렌) 코폴리머를 포함한다. 이들 스티렌계 블록 코폴리머는, 예를 들면 개시제로서 부틸 리튬을 사용하여, 소프트 블록을 형성하는 스티렌과 디엔의 순차적 첨가와 함께 리빙(living) 음이온 중합에 의해 제조될 수 있다. 열가소성 스티렌 블록 코폴리머 엘라스토머는 상업적으로 입수가능하며, 예를 들면, 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 크라톤 폴리머즈 유.에스.엘엘씨(Kraton Polymers U.S. LLC)에 의해 시판중인 상표명 KratonTM 하에 입수가능하다. 다른 이러한 엘라스토머는 스티렌 대신에 메트(아크릴레이트) 에스테르 예컨대 메틸 메타크릴레이트 및 시클로헥실 메타크릴레이트, 및 다른 비닐 아릴렌, 예컨대 알킬 스티렌을 포함한 다른 중합성, 경질, 비-고무 모노머를 사용함으로써 블록 코폴리머로서 제조될 수 있다.
열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 예컨대 열가소성 폴리에스테르-폴리우레탄, 폴리에테르-폴리우레탄, 및 폴리카보네이트-폴리우레탄이 코어 또는 커버 열가소성 재료로서 사용될 수 있다. 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머는 폴리머 디올 반응물로서 폴리카프로락톤 폴리에스테르를 포함한 폴리에스테르 및 폴리에테르를 사용하여 중합된 폴리우레탄을 포함한다. 이들 폴리머 디올-계 폴리우레탄은 폴리머 디올(폴리에스테르 디올, 폴리에테르 디올, 폴리카프로락톤 디올, 폴리테트라히드로푸란 디올, 또는 폴리카보네이트 디올), 하나 이상의 폴리이소시아네이트, 및, 경우에 따라, 하나 이상의 사슬 연장 화합물의 반응에 의해 제조된다. 사용되는 용어 사슬 연장 화합물은 이소시아네이트 기와 반응성인 2 이상의 작용기를 가진 화합물, 예컨대 디올, 아미노 알콜, 및 디아민이다. 바람직하게는 폴리머 디올-계 폴리우레탄은 실질적으로 선형이다 (즉, 실질적으로 모든 반응물이 이작용성이다).
폴리우레탄 엘라스토머 제조에 사용되는 디이소시아네이트는 방향족 또는 지방족일 수 있다. 열가소성 폴리우레탄 제조에 사용되는 유용한 디이소시아네이트 화합물은 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, 또한 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트로서 알려짐), 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, 라이신 디이소시아네이트, 메타-크실릴렌디이소시아네이트 및 파라-크실릴렌디이소시아네이트, 4-클로로-1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 1,5-테트라히드로-나프탈렌 디이소시아네이트, 4,4'-디벤질 디이소시아네이트, 및 크실릴렌 디이소시아네이트(XDI), 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 분지형 열가소성 폴리우레탄을 제조하기 위해 제한된 양으로 사용될 수 있는 고급-작용성 폴리이소시아네이트의 비제한적인 예는 (경우에 따라 일작용성 알콜 또는 일작용성 이소시아네이트와 함께) 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 뷰렛, 디이소시아네이트의 알로페네이트, 등을 포함한다.
익스텐더로서 사용될 수 있는 적합한 디올의 비제한적인 예들은 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 및 테트라에틸렌 글리콜을 포함한 에틸렌 글리콜의 저급 올리고머; 프로필렌 글리콜 및 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜 및 테트라프로필렌 글리콜을 포함한 프로필렌 글리콜의 저급 올리고머; 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, 디히드록시알킬화 방향족 화합물 예컨대 히드로퀴논의 비스 (2-히드록시에틸) 에테르 및 레조시놀; p-크실렌-α,α'-디올; p-크실렌-α,α'-디올의 비스 (2-히드록시에틸) 에테르; m-크실렌-α,α'-디올, 및 이들의 조합을 포함한다. 적어도 2개의 활성 수소 기를 함유하는 다른 활성 수소-함유 체인 익스텐더, 예를 들면, 디티올, 디아민, 또는 히드록실, 티올, 및 아민 기의 혼합물을 가진 화합물, 예컨대 알칸올아민, 아미노알킬 머캅탄, 및 히드록시알킬 머캅탄이 사용될 수 있다. 적합한 디아민 익스텐더는 에틸렌 디아민, 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라아민, 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 다른 전형적인 체인 익스텐더는 아미노 알콜 예컨대 에탄올아민, 프로판올아민, 부탄올아민, 및 이들의 조합이다. 체인 익스텐더의 분자량은 바람직하게는 약 60 내지 약 400 범위이다. 알콜 및 아민이 바람직하다.
이작용성 익스텐더 이외에, 소량의 삼작용성 익스텐더 예컨대 트리메틸올프로판, 1,2,6-헥산트리올 및 글리세롤, 또는 일작용성 활성 수소 화합물 예컨대 부탄올 또는 디메틸 아민이 또한 존재할 수 있다. 이용되는 삼작용성 익스텐더 또는 일작용성 화합물의 양은 반응 생성물 및 사용된 활성 수소 함유 기의 총 중량을 기준으로 예를 들면, 5.0 당량(equivalent)% 이하일 수 있다.
열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 형성에 사용되는 폴리에스테르 디올은 일반적으로 하나 이상의 폴리산 화합물과 하나 이상의 폴리올 화합물의 축합 중합에 의해 제조된다. 바람직하게는, 폴리산 화합물과 폴리올 화합물은 이작용성이며, 즉, 이산(diacid) 화합물 및 디올이 실질적으로 선형 폴리에스테르 디올을 제조하는데 사용되지만, 소량의 일작용성, 삼작용성, 및 보다 고급 작용성 재료가 약하게 분지된, 그러나 비가교된 폴리에스테르 폴리올 성분을 제공하는데 포함될 수 있다. 적합한 디카르복실산은 글루타르산, 숙신산, 말론산, 옥살산, 프탈산, 헥사히드로프탈산, 아디프산, 말레산, 수베르산, 아젤라산, 도데칸디오산, 이들의 무수물 및 중합성 에스테르(예를 들면, 메틸 에스테르) 및 산 할라이드(예를 들면, 산 클로라이드), 및 이들의 혼합물을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 적합한 폴리올은 이미 언급된 것들, 특히 디올을 포함한다. 에스테르화 중합을 위한 전형적인 촉매는 프로톤산, 루이스 산, 티타늄 알콕시드, 및 디알킬주석 옥시드이다.
열가소성 폴리우레탄 엘라스토머의 제조를 위한 폴리머 폴리에테르 또는 폴리카프로락톤 디올 반응물은 디올 개시제, 예를 들면, 1,3-프로판디올 또는 에틸렌 또는 프로필렌 글리콜을, 락톤 또는 알킬렌 옥시드 사슬-연장 시약과 반응시켜 얻어질 수 있다. 활성 수소에 의해 개환될 수 있는 락톤이 업계에 익히 알려져 있다. 적합한 락톤의 예들은 ε-카프로락톤, γ-카프로락톤, β-부티로락톤, β-프로프리오락톤, γ-부티로락톤, α-메틸-γ-부티로락톤, β-메틸-γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, δ-발레로락톤, γ-데카노락톤, δ-데카노락톤, γ-노나노익 락톤, γ-옥타노익 락톤, 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 일 바람직한 실시양태에서, 락톤은 ε-카프로락톤이다. 유용한 촉매는 폴리에스테르 합성을 위해 앞서 언급된 것들을 포함한다. 대안으로, 반응은 락톤 고리와 반응할 분자 상에서 히드록실 기의 나트륨 염을 형성함으로써 개시될 수 있다. 다른 실시양태들에서는, 디올 개시제가 옥시란-함유 화합물과 반응하여 폴리우레탄 엘라스토머 중합에 사용될 폴리에테르 디올을 생성할 수 있다. 알킬렌 옥시드 폴리머 세그먼트는 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 이들의 조합의 중합 생성물을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 옥시란-함유 화합물은 바람직하게는 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 부틸렌 옥시드, 테트라히드로푸란, 및 이들의 조합에서 선택된다. 알킬렌 옥시드 중합은 전형적으로 염기-촉매화된다. 중합은 예를 들면, 히드록실-작용성 개시제 화합물 및 촉매량의 가성, 예컨대 칼륨 히드록시드, 나트륨 메톡시드, 또는 칼륨 tert-부톡시드를 충전하고, 알킬렌 옥시드를 반응을 위해 유효한 모노머를 유지하기에 충분한 속도로 첨가함으로써 수행될 수 있다. 2 이상의 상이한 알킬렌 옥시드 모노머는 동시 발생적 첨가에 의해 랜덤 공중합될 수 있거나 또는 순차적 첨가에 의해 블록 중합될 수 있다. 에틸렌 옥시드 또는 프로필렌 옥시드의 호모폴리머 또는 코폴리머가 바람직하다. 테트라히드로푸란은 SbF6 -, AsF6 -, PF6 -, SbCl6 -, BF4 -, CF3SO3 -, FSO3 -, 및 ClO4 -와 같은 카운터이온을 사용하여 양이온성 개환 반응에 의해 중합될 수 있다. 개시는 3차 옥소늄 이온의 형성에 의한다. 폴리테트라히드로푸란 세그먼트는 "리빙 폴리머"로서 제조되고 디올 예컨대 앞서 언급된 것들 중 임의의 디올의 히드록실기와 반응함으로써 종료될 수 있다. 폴리테트라히드로푸란은 또한 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG)로서 알려져 있다.
열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 제조하는데 사용될 수 있는 지방족 폴리카보네이트 디올은 알칼리 금속, 주석 촉매, 또는 티타늄 화합물과 같은 촉매의 존재하에 디알킬 카보네이트(예컨대 디에틸 카보네이트), 디페닐 카보네이트, 또는 디옥솔라논(예컨대 5원 및 6원 고리를 가진 시클릭 카보네이트)과 디올의 반응에 의해 제조될 수 있다. 유용한 디올은 앞서 언급된 것들 중 임의의 것을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 방향족 폴리카보네이트는 일반적으로 비스페놀, 예를 들면, 비스페놀 A와, 포스겐 또는 디페닐 카보네이트의 반응으로부터 제조된다.
다양한 실시양태들에서, 폴리머 디올은 바람직하게는 중량 평균 분자량이 적어도 약 500, 더 바람직하게는 적어도 약 1000, 및 더욱 더 바람직하게는 적어도 약 1800 이고 중량 평균 분자량이 최대 약 10,000 이지만, 중량 평균 분자량이 최대 약 5000, 특히 최대 약 4000인 폴리머 디올이 또한 바람직할 수 있다. 폴리머 디올은 유리하게는 중량 평균 분자량이 약 500 내지 약 10,000, 바람직하게는 약 1000 내지 약 5000, 더 바람직하게는 약 1500 내지 약 4000 범위이다. 중량 평균 분자량은 ASTM D4274에 의해 결정될 수 있다.
폴리이소시아네이트, 폴리머 디올, 및 디올 또는 다른 사슬 연장제의 반응은 전형적으로 촉매의 존재하에 승온에서 수행된다. 이 반응을 위한 전형적인 촉매는 유기주석 촉매 예컨대 제1 주석 옥토에이트, 디부틸 주석 디라우레이트, 디부틸 주석 디아세테이트, 디부틸 주석 옥시드, 3차 아민, 아연 염, 및 망간 염을 포함한다. 일반적으로, 엘라스토머성 폴리우레탄의 경우, 익스텐더에 대한 폴리머 디올, 예컨대 폴리에스테르 디올의 비는 최종 폴리우레탄 엘라스토머의 원하는 굴곡 탄성율에 주로 의존하여 비교적 광범위 내에서 달라질 수 있다. 예를 들면, 폴리에스테르 디올 대 익스텐더의 당량 비율은 1:0 내지 1:12, 더 바람직하게는, 1:1 내지 1:8 범위 내일 수 있다. 바람직하게는, 이용되는 디이소시아네이트(들)는 이소시아네이트의 당량 대 활성 수소 함유 재료의 당량의 전체 비가 1:1 내지 1:1.05, 더 바람직하게는, 1:1 내지 1:1.02 범위 내이도록 할당된다. 폴리머 디올 세그먼트는 전형적으로 폴리우레탄 폴리머의 약 35 중량% 내지 약 65 중량%이고, 바람직하게는 폴리우레탄 폴리머의 약 35 중량% 내지 약 50 중량%이다.
적합한 열가소성 폴리우레아 엘라스토머는 앞서 언급된 폴리이소시아네이트 중 하나 이상 및 하나 이상의 디아민 익스텐더와 하나 이상의 폴리머 디아민 또는 폴리올의 반응에 의해 제조될 수 있다. 적합한 디아민 익스텐더의 비제한적인 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, N,N'-디알킬아미노-디시클로헥실메탄, 및 3,3'-디에틸-5,5'-디메틸-4,4'-디아미노-디시클로헥실메탄을 포함한다. 폴리머 디아민은 폴리옥시에틸렌 디아민, 폴리옥시프로필렌 디아민, 폴리(옥시에틸렌-옥시프로필렌) 디아민, 및 폴리(테트라메틸렌 에테르) 디아민을 포함한다. 앞서 언급된 아민- 및 히드록실-작용성 익스텐더가 또한 사용될 수 있다. 일반적으로, 전과 같이, 삼작용성 반응물은 제한되고 가교를 방지하기 위해 일작용성 반응물과 함께 사용될 수 있다.
적합한 열가소성 폴리아미드 엘라스토머는 (1) (a) 디카르복실산, 예컨대 옥살산, 아디프산, 세바스산, 테레프탈산, 이소프탈산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 또는 앞서 언급된 다른 디카르복실산 중 임의의 것과 (b) 디아민, 예컨대 에틸렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 또는 데카메틸렌디아민, 1,4-시클로헥산디아민, m-크실릴렌디아민, 또는 앞서 언급된 다른 디아민 중 임의의 것의 중축합; (2) 시클릭 락탐, 예컨대 ε-카프로락탐 또는 ω-라우로락탐의 개환 중합; (3) 아미노카르복실산, 예컨대 6-아미노카프로산, 9-아미노노난산, 11-아미노운데칸산, 또는 12-아미노도데칸산의 중축합; 또는 (4) 시클릭 락탐과 디카르복실산 및 디아민의 공중합에 의해 카르복실산-작용성 폴리아미드 블록을 제조한 후, 폴리머 에테르 디올(폴리옥시알킬렌 글리콜) 예컨대 앞서 언급된 것들 중 임의의 것과의 반응에 의해 얻어질 수 있다. 중합은 예를 들면, 약 180℃ 내지 약 300℃의 온도에서 수행될 수 있다. 적합한 폴리아미드 블록 코폴리머의 구체적인 예들은 NYLON 6, NYLON 66, NYLON 610, NYLON 11, NYLON 12, 공중합된 NYLON MXD6, 및 NYLON 46 블록 코폴리머 엘라스토머를 포함한다.
열가소성 폴리에스테르 엘라스토머는 결정성 영역을 형성하는 낮은 사슬 길이를 가진 모노머 단위의 블록과 비교적 높은 사슬 길이를 가진 모노머 단위를 갖는 연화 세그먼트의 블록을 갖는다. 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머는 DuPont사로부터 상표명 Hytrel® 하에 그리고 Arkema사로부터 상표명 Pebax® 하에 상업적으로 입수가능하다.
열가소성 엘라스토머의 또 다른 적합한 예는 고무의 동적 가황에 의해 열가소성 매트릭스 내에 도입된 경화된 고무의 분산된 도메인을 갖는 것들이 있다. 열가소성 매트릭스는 이들 열가소성 엘라스토머 또는 다른 열가소성 폴리머 중 임의의 것일 수 있다. 하나의 이러한 조성은 Voorheis 등의 미국 특허 제7,148,279호에 기재되어 있으며, 본원에서 참고적으로 인용된다. 다양한 실시양태들에서, 코어 중심부는 비-엘라스토머성 매트릭스 수지 예컨대 폴리프로필렌에서 고무의 열가소성 동적 가황물을 포함할 수 있다. 상표명 SantopreneTM 하에 엑손모빌로부터 상업적으로 입수가능한 열가소성 가황물이 폴리프로필렌에서 EPDM의 가황처리된 도메인인 것으로 여겨진다.
가소제 또는 연화 폴리머가 도입될 수 있다. 이러한 가소제의 일례는 고분자량의, 모노머성 유기산 또는 이의 염이며 이는 예를 들면, 앞서 기재된 것과 같은 이오노머 폴리머와 혼합될 수 있으며, 금속 스테아레이트 예컨대 아연 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트, 바륨 스테아레이트, 리튬 스테아레이트 및 마그네슘 스테아레이트가 포함된다. 대부분의 열가소성 엘라스토머의 경우, 가소제의 첨가에 의한 것보다 오히려 보다 낮은 경도가 원해진다면 경질-대-연질 세그먼트의 백분율이 조절된다.
열경화성 엘라스토머가 또한 사용될 수 있다. 특히, 경화된 고무가 코어에 사용될 수 있고 가교된 열가소성 엘라스토머가 커버를 위해 사용될 수 있다.
베이스 고무의 적합한 비제한적인 예는 부타디엔, 예컨대 고(high) 시스-1,4 폴리부타디엔, 천연 고무, 폴리이소프렌 고무, 스티렌 폴리부타디엔 고무, 및 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM)를 포함한다.
다양한 실시양태들에서, 중심부 또는 중간층은 폴리부타디엔, 불포화 카르복실산 또는 불포화 카르복실산의 금속 염, 및 유기 퍼옥시드를 포함하는 고무 조성물의 경화된 생성물을 포함할 수 있다. 특정 실시양태들에서, 폴리부타디엔은 무니 점도(Mooney viscosity)(ML1+4(100℃))가 적어도 약 40, 바람직하게는 약 40 내지 약 85, 더 바람직하게는 약 50 내지 약 85일 수 있다. "무니 점도(ML1+4(100℃))"는 JIS K6300에 따라 일종의 회전식 플라스토머인 무니 점도계를 사용하여 측정된다. 용어 ML1+4(100℃)에서, "M"은 무니 점도를 나타내고, "L"은 대형 로터(L-타입)을 상징하며, "1+4"는 예열 시간 1분 및 로터 회전 시간 4분을 나타낸다. "(100℃)"는 측정이 100℃의 온도에서 수행됨을 의미한다.
특정 실시양태들에서, 폴리부타디엔은 부타디엔 모노머 단위의 총수를 기준으로 시스-1,4 결합을 통해 결합된 모노머 단위를 적어도 약 70%, 바람직하게는 적어도 약 80%, 더 바람직하게는 적어도 약 90%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 약 95%, 가장 바람직하게는 적어도 약 98% 가질 수 있다. 폴리부타디엔에서 보다 높은 시스-1,4-결합 함량이 일반적으로 복원력을 증가시킨다. 게다가, 폴리부타디엔이 바람직하게는 2% 이하, 더 바람직하게는 1.7% 이하, 더욱 더 바람직하게는 1.5% 이하의 1,2-비닐 결합 함량을 가지는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 고 시스-1,4 폴리부타디엔은 상업적으로 입수가능하거나 또는 희토 촉매 또는 VIII족 금속 화합물 촉매, 바람직하게는 희토 촉매를 사용하여 중합될 수 있다. 사용될 수 있는 희토 촉매의 비제한적인 예는 란타나이드 시리즈 희토 화합물과 유기알루미늄 화합물, 알룸옥산, 할로겐-보유 화합물, 및 임의적인 루이스 염기의 조합에 의해 제조된 것들을 포함한다. 적합한 란타나이드 시리즈 희토 화합물의 예는 원자 번호 57 내지 71 금속의 할라이드, 카르복실레이트, 알코올레이트, 티오알코올레이트 및 아미드를 포함한다. 네오디뮴 촉매가 특히 유리한데 그 이유는 이것이 고 시스-1,4 결합 함량 및 저 1,2-비닐 결합 함량을 가진 폴리부타디엔 고무를 생성하기 때문이다. 다른 고무가 포함되는 경우, 고 시스-1,4 폴리부타디엔이 베이스 고무의 총 중량을 기준으로 적어도 약 50 중량%, 바람직하게는 적어도 약 80 중량%일 수 있다.
고무 조성물은 크로스링커 또는 공-가교제로서 작용하는 불포화 카르복실산 또는 불포화 카르복실산의 금속 염을 포함할 수 있다. 이러한 불포화 카르복실산 또는 염은 일반적으로, 3 내지 8개의 탄소 원자를 가진 α,β-에틸렌계 불포화 산 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 말레산, 및 푸마르산일 수 있으며 이들은 이들의 마그네슘 및 아연 염으로서 사용될 수 있다. 바람직한 공-가교제의 구체적인 예는 아연 디아크릴레이트, 마그네슘 디아크릴레이트, 아연 디메타크릴레이트 및 마그네슘 디메타크릴레이트를 포함한다. 불포화 카르복실산 또는 이의 염의 양은 베이스 고무 100 중량부 당 전형적으로 적어도 약 10 중량부, 바람직하게는 적어도 약 15 중량부 및 최대 약 50 중량부, 바람직하게는 최대 약 45 중량부이다.
고무 조성물은 자유 라디칼 개시제 또는 황 화합물을 포함한다. 적합한 개시제는 유기 퍼옥시드 화합물 예컨대 디쿠밀 퍼옥시드, 1,1-디(t-부틸퍼옥시) 3,3,5-트리메틸 시클로헥산, α,α-비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠, 2,5-디메틸-2,5 디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸 퍼옥시드를 포함한다. 유기 퍼옥시드의 양은 베이스 고무 100 중량부를 기준으로 전형적으로 적어도 약 0.1 중량부, 바람직하게는 적어도 약 0.3 중량부, 더 바람직하게는 적어도 약 0.5 중량부 최대 약 3.0 중량부, 바람직하게는 최대 약 2.5 중량부이다. 적합한 황 화합물의 비제한적인 예는 티오페놀, 티오나프톨, 할로겐화 티오페놀, 및 이들의 금속 염, 예를 들면 펜타클로로티오페놀, 펜타플루오로티오페놀, 펜타브로모티오페놀, p-클로로티오페놀, 및 이들의 아연 염; 2 내지 4개의 황 원자를 가진 디페닐폴리설파이드, 디벤질폴리설파이드, 디벤조일폴리설파이드, 디벤조티아조일폴리설파이드 및 디티오벤조일폴리설파이드; 알킬페닐디설파이드; 및 푸란 고리-함유 황 화합물 및 티오펜 고리-함유 황 화합물, 특히 디페닐디설파이드 또는 펜타클로로티오페놀의 아연 염을 포함한다. 황 화합물의 양은 베이스 고무 100 중량부를 기준으로 전형적으로 적어도 약 0.05 중량부, 바람직하게는 적어도 약 0.2 중량부, 더 바람직하게는 적어도 약 0.4 중량부 또는 적어도 약 0.7 중량부 최대 약 5.0 중량부, 바람직하게는 최대 약 4 중량부, 더 바람직하게는 최대 약 3 중량부 또는 최대 약 1.5 중량부이다.
커버는 또한 가교된 열가소성 엘라스토머, 예컨대 가교된 폴리우레탄, 폴리우레아, 또는 폴리아미드 엘라스토머를 포함할 수 있다. 가교된 폴리우레탄 및 폴리우레아 커버는 폴리에스테르 또는 폴리머 폴리아민, 예를 들면 열가소성 폴리우레탄 및 폴리우레아를 제조하는데 있어 앞서 기재된 것들 중 하나를, 폴리이소시아네이트 크로스링커와 가교시킴으로써 또는 히드록실-작용성 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 또는 아민-작용성 열가소성 폴리우레아 엘라스토머, 또는 아민-작용성 열가소성 폴리아미드를 폴리이소시아네이트 크로스링커와 가교시킴으로써 형성될 수 있다. 사용될 수 있는 폴리이소시아네이트 크로스링커의 비제한적인 예들은 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 뷰렛, 디이소시아네이트의 알로페네이트, 예컨대 앞서 언급된 디이소시아네이트 중 임의의 것을 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 커버는 예를 들면 열 또는 화학선 방사선을 사용하여 자유 라디칼 개시에 의해 가교될 수 있는 경질 세그먼트에 위치한 에틸렌계 불포화 결합을 가교시킴으로써 제조되는 가교된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 포함한다. 가교결합은 2개의 이소시아네이트-반응성 기, 예를 들면 일차 히드록실 기, 및 적어도 하나의 알릴 에테르 측쇄 기를 가진 불포화 디올을 사용하여 열가소성 폴리우레탄을 형성함으로써 제공되는 알릴 에테르 측쇄 기를 통해 제조될 수 있다. 이러한 불포화 디올의 비제한적인 예는 하기 식의 것들을 포함한다:
Figure pct00001
상기 식에서 R은 치환된 또는 비치환된 알킬 기이고 x 및 y는 독립적으로 1 내지 4의 정수이다. 일 특정 실시양태에서, 불포화 디올은 트리메틸올프로판 모노알릴에테르("TMPME")(CAS 번호 682-11-1)일 수 있다. TMPME는 예를 들면 Perstorp Specialty Chemicals AB로부터 상업적으로 입수가능하다. 불포화 디올로서 사용될 수 있는 다른 적합한 화합물은 1,3-프로판디올, 2-(2-프로펜-1-일)-2-[(2-프로펜-1-일옥시)메틸]; 1,3-프로판디올, 2-메틸-2-[(2-프로펜-1-일옥시)메틸]; 1,3-프로판디올, 2,2-비스[(2-프로펜-1-일옥시)메틸; 및 1,3-프로판디올, 2-[(2,3-디브로모프로폭시)메틸]-2-[(2-프로펜-1-일옥시)메틸]을 포함할 수 있다. 가교된 폴리우레탄은 불포화 디올, 적어도 하나의 디이소시아네이트, 수 평균 분자량이 약 500 내지 약 4,000인 적어도 하나의 폴리머 폴리올, 경우에 따라 적어도 하나의 비폴리머 반응물을 전형적으로 약 450 미만의 분자량을 가진 2 이상의 이소시아네이트-반응성 기("익스텐더") 및 충분한 양의 자유 라디칼 개시제와 반응시켜 에틸렌계 불포화 기의 첨가 중합을 통해 가교를 유도하는 자유 라디칼을 생성함으로써 제조된다.
에틸렌계 불포화는 또한 예를 들면 디메틸올프로피온산을 공중합한 다음 펜던트 카르복실기를 이소시아나토에틸 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 또는 알릴 글리시딜 에테르와 반응시켜 폴리우레탄을 제조한 후에 도입될 수 있다.
가교된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머에서 불포화 디올 모노머 단위의 양은 일반적으로 약 0.1 wt.% 내지 약 25 wt.%일 수 있다. 특정 실시양태에서, 가교된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 중 불포화 디올 모노머 단위의 양은 약 10 wt.%일 수 있다. 또한, 가교된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 제조하는 반응물의 NCO 지수는 약 0.9 내지 약 1.3일 수 있다. 일반적으로 알려진 바와 같이, NCO 지수는 이소시아네이트 작용기 대 활성 수소 함유 기의 몰비이다. 특정 실시양태에서, NCO 지수는 약 1.0일 수 있다.
일단 반응하면, 체인 익스텐더 및 디이소시아네이트로 이루어진 폴리머 사슬의 부분은 일반적으로 약한 (즉, 비공유) 회합을 통해, 예컨대 반 데르 발스 힘, 쌍극자-쌍극자 상호작용 또는 수소 결합을 통해 그 자체로 결정성 도메인으로 정렬된다. 이들 부분은 흔히 경질 세그먼트로 지칭되는데 그 이유는 결정 구조가 폴리머 폴리올 세그먼트로 제조된 무정형 부분보다 더 경질이기 때문이다. 알릴 에테르 또는 다른 에틸렌계 불포화 측쇄 기의 첨가 중합으로부터 형성되는 가교결합은 이러한 결정성 도메인 내에 존재하는 것으로 이해된다.
골프공 재료의 물리적 성질은 충전제를 포함함으로써 개질될 수 있다. 적합한 충전제의 비제한적인 예는 점토, 탈크, 석면, 흑연, 유리, 운모, 칼슘 메타실리케이트, 황산바륨, 황화아연, 수산화알루미늄, 규산염, 규조토, 탄산염(예컨대 탄산칼슘, 탄산마그네슘 등), 금속(예컨대 티탄, 텅스텐, 알루미늄, 비스무트, 니켈, 몰리브덴, 철, 구리, 황동, 붕소, 청동, 코발트, 베릴륨, 및 이들의 합금), 금속 산화물(예컨대 산화아연, 산화철, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화마그네슘, 산화지르코늄 등), 미립자 합성 플라스틱(예컨대 고 분자량 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 이오노머 수지, 등), 미립자 탄소질 재료(예컨대 카본블랙, 천연 비투멘 등), 그 외에 코튼 플록(flock), 셀룰로오스 플록, 및/또는 피혁 섬유(leather fiber)를 포함한다. 비중을 증가시키는데 사용될 수 있는 헤비급(heavy-weight) 충전제의 비제한적인 예는 티탄, 텅스텐, 알루미늄, 비스무트, 니켈, 몰리브덴, 철, 강철, 납, 구리, 황동, 붕소, 탄화붕소 위스커(whisker), 청동, 코발트, 베릴륨, 아연, 주석, 및 금속 산화물(예컨대 산화아연, 산화철, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화마그네슘, 산화지르코늄)을 포함한다. 비중을 줄이는데 사용될 수 있는 경량급 충전제의 비제한적인 예는 미립자 플라스틱, 유리, 세라믹스, 및 이들의 중공구, 분쇄 재생 재료(regrind), 또는 폼을 포함한다. 골프공의 코어 중심부 및 코어 층에 사용될 수 있는 충전제는 전형적으로 미분된(finely divided) 형태이다.
커버는 안료, 예컨대 노란색 또는 백색 안료, 특히 백색 안료 예컨대 이산화티탄 또는 산화아연으로 제제화될 수 있다. 일반적으로 이산화티탄이 백색 안료로서 예를 들면 폴리머 100 중량부를 기준으로 약 0.5 중량부 또는 1 중량부 내지 약 8 중량부 또는 10 중량부의 양으로 사용된다. 다양한 실시양태들에서, 백색 커버는 소량의 청색 안료 또는 증백제로 염색될 수 있다.
통상의 첨가제, 예를 들면 분산제, 항산화제 예컨대 페놀, 포스파이트, 및 히드라지드, 가공 조제, 계면활성제, 안정제, 등이 또한 골프공 재료에 포함될 수 있다. 커버는 또한 첨가제 예컨대 힌더드 아민 광 안정제 예컨대 피페리딘 및 옥사날리드, 자외선 흡수제 예컨데 벤조트리아졸, 트리아진, 및 힌더드 페놀, 형광 재료 및 형광 증백제, 염료 예컨대 청색 염료, 및 정전기방지제를 함유할 수 있다.
상기 재료들은 통상적인 방법, 예컨대 일축 또는 이축 압출기, 밴버리(Banbury) 믹서, 인터널 믹스, 2-롤 밀, 또는 리본 믹서에서 용융 혼합에 의해 배합될 수 있다. 코어 또는, 다층 코어의 경우에, 중심부 및 중간 층 또는 층들은 일반적인 방법에 의해, 예를 들면 사출 성형 및 압축 성형에 의해 형성될 수 있다. 코어는 원하는 직경으로 그라인딩될 수 있다. 그라인딩은 성형 공정으로 인한 게이트 마크, 플래시, 및 핀 마크를 제거하는데 사용될 수도 있다.
커버층은 코어 위에 성형된다. 다양한 실시양태들에서, 커버를 제조하는데 사용되는 제3 열가소성 재료가 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머, 열가소성 폴리우레아 엘라스토머, 및 에틸렌계 불포화 카르복실산과 에틸렌의 코폴리머의 금속 양이온 염을 포함할 수 있다.
커버는 사출 성형, 압축 성형, 캐스팅, 등에 의해 코어 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 커버가 사출 성형에 의해 형성되는 경우, 미리 제작된 코어가 금형 내부에 셋팅될 수 있고, 커버 재료가 금형 안으로 사출될 수 있다. 커버는 전형적으로 사출 성형 또는 압축 성형에 의해 코어 상에 성형된다. 대안으로, 사용될 수 있는 또 다른 방법은 다이 캐스팅 또는 또 다른 성형 방법에 의해 커버 재료로부터 한쌍의 반쪽(half) 커버를 미리 성형하는 단계, 반쪽 커버 내에 코어를 넣는 단계, 및 예를 들면 120℃ 내지 170℃에서 1 내지 5분간 압축 성형하여 코어 주위에 커버 반쪽들을 부착시키는 단계를 수반한다. 코어는 코어와 커버 간의 부착력을 증가시키기 위해 커버가 그 위에 형성되기 이전에 표면 처리될 수 있다. 적합한 표면 준비의 비제한적인 예는 기계적 또는 화학적 연마, 코로나 방전, 플라즈마 처리, 또는 실란과 같은 부착 촉진제 또는 접착제의 적용을 포함한다. 커버는 골프공에 대해 원하는 공기역학적 특성을 제공하기 위해 전형적으로 딤플 패턴 및 프로파일을 가진다.
다양한 실시양태들에서, 커버를 제조하는데 사용되는 재료는 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머, 열가소성 폴리우레아 엘라스토머, 이오노머 수지, 또는 이들 또는 열경화성 폴리우레탄 엘라스토머 또는 폴리우레아 엘라스토머의 조합을 포함할 수 있다.
골프공은 임의 크기일 수 있지만, USGA는 시합에 사용되는 골프공이 적어도 1.68 인치(42.672 mm)의 직경과 1/62 온스(45.926 g) 이하의 중량을 가질 것을 요구한다. USGA 시합 이외의 플레이의 경우, 골프공은 보다 작은 직경을 가질 수 있고 보다 무거울 수 있다.
골프공은 성형되어진 후에, 버핑(buffing), 페인팅 및 마킹과 같은 다양한 추가 가공처리 단계를 겪을 수 있다. 본 발명의 특히 바람직한 실시양태에서는, 골프공이 표면의 65% 이상을 커버하는 딤플 패턴을 가진다. 골프공은 전형적으로 내구성이 있는, 내마모성 및 비교적 비-황변 피니시 코트로 코팅되어진다.
본 발명을 수행하기 위한 최상의 방식들을 상세히 기재해 왔으나, 본 발명이 속한 업계의 숙련인은 첨부된 청구범위의 범위 내에서 본 발명을 실시하기 위한 다양한 대체 디자인 및 실시양태들을 인지할 것이다. 상기 상세한 설명에서 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 주제는 단지 설명적이며 제한으로 해석되지 않는 것으로 의도된다.

Claims (30)

  1. 다층 골프공의 제조 방법으로서,
    이오노머 열가소성 재료로부터 코어를 사출 성형하는 단계로서, 코어는 공통 구(common sphere) 상에 정렬된 다수의 다각형 랜드부 및 상기 구로부터 방사상(radially) 내측으로 연장되는 다수의 그루브를 포함하는 외부 표면을 갖는 것인 단계;
    제1 반구각(hemispherical shell) 및 정반대에 위치한 제2 반구각 사이에 코어를 배치하는 단계로서, 각각의 반구각은 고무 재료로 형성되는 것인 단계;
    각각의 제1 및 제2 반구각으로부터의 고무 재료가 코어의 외부 표면에 전체 외부 표면에 걸쳐 합치되도록 제1 및 제2 반구각을 압축 성형하는 단계;
    고무 재료를 경화하여 코어를 둘러싸는 단일(unitary) 중간층을 형성하는 단계; 및
    사출 성형 및 압축 성형 중 하나에 의해 커버층을 중간층 주위에 성형하는 단계를 포함하는 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 다수의 그루브는 제1 축 주위에 배치된 제1 세트의 환상형(annular) 그루브, 제2 축 주위에 배치된 제2 세트의 환상형 그루브, 및 제3 축 주위에 배치된 제3 세트의 환상형 그루브를 포함하고;
    제1 축, 제2 축, 및 제3 축은 서로 직교하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 및 제2 중간 고무 블랭크(blank)를 냉간 성형하는 단계; 및
    제1 및 제2 중간 고무 블랭크 각각을 부분적으로 경화하여 제1 및 제2 반구각 각각을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 제1 및 제2 중간 고무 블랭크 각각의 부분 경화는 제1 및 제2 중간 고무 블랭크 각각을 각각의 금속 구 주위에 압축 성형하는 것을 포함하는 것인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 중간층을 코어의 전체 외부 표면에 걸쳐 코어에 결합시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 고무 재료는
    폴리부타디엔을 함유하는 주된 고무;
    불포화 카르복실산 또는 이의 금속 염; 및
    유기 퍼옥시드
    를 포함하는 것인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 사출 성형 및 압축 성형 중 하나에 의해 제2 중간층을 제1 중간층 주위에 성형하는 단계를 더 포함하고;
    여기서 커버층은 제2 중간층을 둘러싸는 것인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 제2 중간층은 쇼어-D 스케일 상에서 측정된 경도가 63을 초과하고 커버층의 경도를 초과하는 것인 방법.
  9. 제8항에 있어서, 제2 중간층 및 커버층은 최대 약 2.5 mm의 총 방사상 두께를 갖는 것인 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 환상형 그루브는 상기 구로부터 0.15 mm 내지 2.0 mm의 최대 거리로 연장되는 것인 방법.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 환상형 그루브는 상기 구로부터 0.15 mm 내지 0.8 mm의 최대 거리로 연장되는 것인 방법.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 환상형 그루브는 상기 구로부터 0.15 mm 내지 0.5 mm의 최대 거리로 연장되는 것인 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 환상형 그루브는 상기 구로부터 0.15 mm 내지 0.3 mm의 최대 거리로 연장되는 것인 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 환상형 그루브는 상기 구로부터 실질적으로 동일한 최대 거리로 연장되는 것인 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 80% 이상의 다각형 랜드부들이 사각형인 둘레(perimeter)를 갖는 것인 방법.
  16. 제15항에 있어서, 제1, 제2, 및 제3 세트의 환상형 그루브가 협력하여 8개 이상의 삼각형 구간을 획정하고, 각각의 삼각형 구간은 제1, 제2, 및 제3 축에 의해 획정된 상이한 8분원(octant) 내에 배치되며;
    각각의 삼각형 구간은 삼각형, 오각형, 육각형, 또는 팔각형의 군에서 선택되는 둘레를 갖는 하나 이상의 각각의 다각형 랜드부를 포함하는 것인 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 다각형 랜드부의 총 개수가 100 내지 300인 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 그루브는 반경을 갖는 것인 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 코어는 일치하는 기하학적 중심과 질량 중심을 갖는 것인 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구는 24 mm 내지 32 mm의 직경을 갖는 것인 방법.
  21. 제20항에 있어서, 중간층은 4.0 mm 내지 9.0 mm의 최소 방사상 두께를 갖는 것인 방법.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 이오노머 열가소성 재료는 최대 약 10,000 psi의 굴곡 탄성율을 갖는 것인 방법.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 커버층은 쇼어-D 스케일 상에서 측정된 경도가 최대 약 72인 열가소성 재료로 성형되는 것인 방법.
  24. 제23항에 있어서, 열가소성 재료는 최대 약 1000 psi의 굴곡 탄성율을 갖는 열가소성 폴리우레탄인 방법.
  25. 다층 골프공의 제조 방법으로서,
    이오노머 열가소성 재료로부터 코어를 사출 성형하는 단계로서, 코어는 공통 구 상에 정렬된 다수의 다각형 랜드부 및 상기 구로부터 방사상 내측으로 연장되는 다수의 그루브를 포함하는 외부 표면을 갖는 것인 단계;
    고무 재료로부터 제1 및 제2 중간층 블랭크를 냉간 성형하는 단계;
    제1 및 제2 중간층 블랭크 각각을 부분적으로 경화하여 제1 및 제2 반구각을 각각 형성하는 단계;
    제1 및 제2 반구각이 협력하여 코어를 둘러싸도록 제1 및 제2 반구각 사이에 코어를 배치하는 단계;
    각각의 제1 및 제2 반구각으로부터의 고무 재료가 코어의 외부 표면에 전체 외부 표면에 걸쳐 합치되도록 제1 및 제2 반구각을 압축 성형하는 단계;
    고무 재료를 완전히 경화하여 코어를 둘러싸는 단일 중간층을 형성하는 단계; 및
    사출 성형 및 압축 성형 중 하나에 의해 커버층을 중간층 주위에 성형하는 단계를 포함하는 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서, 다수의 그루브는 제1 축 주위에 배치된 제1 세트의 환상형 그루브, 제2 축 주위에 배치된 제2 세트의 환상형 그루브, 및 제3 축 주위에 배치된 제3 세트의 환상형 그루브를 포함하고;
    제1 축, 제2 축, 및 제3 축은 서로 직교하는 것인 방법.
  27. 제26항에 있어서, 고무 재료의 완전한 경화는 고무 재료를 약 200℃를 초과하는 온도로 가열하는 것을 포함하는 것인 방법.
  28. 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 중간 고무 블랭크 각각의 부분 경화는 제1 및 제2 중간 고무 블랭크 각각을 각각의 금속 구 주위에 압축 성형하는 것을 포함하는 것인 방법.
  29. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 중간층을 코어의 전체 외부 표면에 걸쳐 코어에 결합시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  30. 제25항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 고무 재료는
    폴리부타디엔을 함유하는 주된 고무;
    불포화 카르복실산 또는 이의 금속 염; 및
    유기 퍼옥시드
    를 포함하는 것인 방법.
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