熱塑性多層高爾夫球的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及多層高爾夫球，其中所述層具有不同的彎曲模量。
【背景技術】
[0002] 這部分提供了有助于理解本發明的信息，但其未必是現有技術。
[0003] 高爾夫球芯和覆蓋層通常用聚合物組合物構造，所述聚合物組合物包括例如聚丁 二烯橡膠、聚氨酯、聚酰胺、離聚物和這樣的聚合物的共混物。離聚物、特別是基于乙烯的離 聚物由于其韌性、耐久性和寬范圍的硬度值而成為用于高爾夫球層的一組優選聚合物。
[0004] 已知包含高度中和的酸性聚合物的高爾夫球組合物。例如，美國專利第7, 375, 151 號（其全部內容通過引用并入本文）公開了一種高彈力熱塑性離聚物樹脂組合物，其包含： (a)可熔體加工的乙烯酸共聚物；(b)脂肪族單官能有機酸或其鹽；（c)熱塑性樹脂；（d)陽 離子源；以及（e)任選的填料。離聚物樹脂可被中和至存在的所有酸基團的大于90%并且 保持可熔體加工性。該專利公開了將高彈力熱塑性組合物用于一塊式高爾夫球、兩塊式高 爾夫球、三塊式高爾夫球和多層高爾夫球。
[0005] 例如，Loper等人的美國專利申請公開第2012/0129630號中描述了具有固化橡膠 芯的球中的層之間彎曲模量的差別。熱塑性球的構造（其中所有層都是熱塑性的）必須提 供優良的性能特性以與包含橡膠的高爾夫球競爭。雖然已經發現了高度中和的酸性聚合物 在高爾夫球中的各種用途，但是當使用熱塑性聚合物組合時仍然需要改善高爾夫球特性， 從而提供具有期望旋轉、感覺和C0R性質的高爾夫球構造。
【發明內容】
[0006] 這部分提供了本公開內容的一般概述，但是并未包括其全部范圍或者所有公開的 特征。
[0007] 在所公開技術的一個方面中，熱塑性多層高爾夫球具有：芯中心，所述芯中心具有 約21mm至約29mm的直徑且包含第一彎曲模量小于約15, OOOpsi的第一熱塑性材料；芯層， 所述芯層具有至少約4mm的厚度且包含第二彎曲模量為至多約15, OOOpsi的第二熱塑性材 料，所述芯層從芯中心徑向向外布置且包圍芯中心；以及覆蓋層，所述覆蓋層包含具有第三 彎曲模量的第三熱塑性材料。第二彎曲模量大于第一彎曲模量，并且第一熱塑性材料和第 二熱塑性材料各自包含離聚物樹脂，并且這些離聚物樹脂可以彼此相同或不同。
[0008] 所述球優選全部是熱塑性的并且沒有橡膠熱固性層。
[0009] 在某些實施方案中，芯層的比重與芯中心的比重相差至少約0. lg/cm3。
[0010] 在多個實施方案中，第三熱塑性材料包含離聚物樹脂，該離聚物樹脂可以與第一 熱塑性材料的離聚物樹脂和第二熱塑性材料的離聚物樹脂相同或不同。
[0011] 在多個實施方案中，第三彎曲模量大于第二彎曲模量，并且在這些特定實施方案 中，第三彎曲模量為至少約35, OOOpsi。
[0012] 在又一些實施方案中，覆蓋層的第三熱塑性材料具有低的彎曲模量，例如至多約 3, OOOpsi，并且所述球具有在芯層與覆蓋層之間的厚度為至多2mm的第二芯層，所述第二 芯層包含第四彎曲模量為至少約40, OOOpsi的第四熱塑性材料。特別地，第二芯層的第四 彎曲模量可大于芯層的第二彎曲模量。第四熱塑性材料還可包含離聚物樹脂，并且第一熱 塑性材料（芯中心）、第二熱塑性材料（芯層）和第四熱塑性材料（第二芯層）的聚合物部 分可以都基本上由離聚物樹脂組成。
[0013] 高爾夫球具有多層芯，所述多層芯包括作為最內芯部分的芯中心以及從中心向外 并包圍所述中心的一個或更多個"芯層"。用于本發明的"芯層"是位于高爾夫球的中心與 覆蓋層之間的高爾夫球層。在描述本發明時，"覆蓋層"是球的最外面結構的高爾夫球層，或 在兩個覆蓋層的情況下，每個"覆蓋層"是兩個最外面結構的高爾夫球層之一。涂層（漆層 或透明涂層）不被認為是結構層。
[0014] 根據ASTM D790測量彎曲模量。根據ASTM D792測量比重。"壓縮變形"是130kg壓 縮負載下以毫米計的變形量減去l〇kg壓縮負載下以毫米計的變形量。測量所述球在10kg 力下的變形量，然后將力增加到130kg并測量130kg新力下的變形量。從130kg下的變形 量中減去10kg下的變形量得到10-130kg壓縮變形，將其以毫米來記錄。一般根據以下過 程測量本發明中的"恢復系數"或C0R :通過空氣炮以40米/秒的初始速度發射高爾夫球， 并且速度監測裝置位于離空氣炮0. 6米至0. 9米的距離處。在擊中離空氣炮約1. 2米布置 的鋼板之后，測試目標通過速度監測裝置彈回。返回速度除以初始速度是C0R。
[0015] 未用數量詞限定、"所述"、"至少一個/種"和"一個或更多個/種"可互換使用， 是指存在至少一個項目，也可以存在多個這樣的項目，除非上下文明確地另有說明。本說明 書（包括所附權利要求書）中參數（例如，數量或條件）的所有數值理解為在所有情況下 均被術語"約"修飾，而不論術語"約"實際上是否出現在數值之前。"約"是指允許所指出 的數值有些許不精確（一定程度上逼近值的精確度；近似地或合理地接近數值；近乎）。如 果由"約"提供的不精確性不能在本領域中用其普通意義來理解，則本文使用的"約"是指 至少可由普通測量方法和使用這些參數產生的變化。另外，范圍的公開包括公開了該整個 范圍內的所有值和進一步細分的范圍。范圍內的每個值和范圍的端點在此全部公開作為單 獨的實施方案。在本發明的說明書中，為方便起見，"聚合物"和"樹脂"可互換使用以涵蓋 樹脂、低聚物和聚合物。術語"包括"、"包含"、"含有"和"具有"是包含性的，并且因此指定 所聲稱項的存在，但不排除其他項的存在。本說明書中使用的術語"或"包括一個或更多個 所列項的任何組合和所有組合。當術語第一、第二、第三等被用于彼此區分為不同項時，這 些指定僅僅是為了方便而不限制所述項。
【附圖說明】
[0016] 附圖是多層高爾夫球一個實施方案的局部截面視圖，說明了所公開技術的一些方 面。附圖的部件不一定按比例繪制。
[0017] 發明詳述
[0018] 示例性的非限制性實施方案的詳細說明如下。
[0019] 如圖所示，多層高爾夫球100具有芯中心110、由芯中心110徑向向外的芯層120、 以及形成高爾夫球1〇〇的最外層的覆蓋層130。芯中心、芯層和覆蓋層每個都包含熱塑性材 料。
[0020] 芯中心和芯層的熱塑性材料各自都包含離聚物樹脂。離聚物樹脂，是烯鍵式不 飽和酸的加成共聚物的金屬陽離子離聚物，優選為α-烯烴（特別是乙烯）與(：3至(：，， 烯鍵式不飽和羧酸（特別是丙烯酸或甲基丙烯酸）的共聚物。共聚物還可包含軟化單 體，例如丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯，例如丙烯酸(^至C s烷基酯或甲基丙烯酸C 1至 心烷基酯。α，β-烯鍵式不飽和羧酸單體可為共聚物的約4重量％或約6重量％或者約 8重量％到至多約20重量％或者至多約35重量％，并且當存在時，軟化單體優選以限定量 存在，優選為共聚物的至少約5重量％或至少約11重量％、至多約23重量％、或者至多約 25重量％或者至多約50重量％。
[0021] 含酸乙烯共聚物的非限制性具體實例包括以下單體的共聚物：乙烯/丙烯酸/丙 烯酸正丁酯、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸異丁酯、乙烯 /丙烯酸/丙烯酸異丁酯、乙烯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸正丁酯、乙烯/丙烯酸/甲基丙 烯酸甲酯、乙烯/丙烯酸/丙烯酸甲酯、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸甲酯、乙烯/甲基丙烯 酸/甲基丙烯酸甲酯以及乙烯/丙烯酸/甲基丙烯酸正丁酯。優選的含酸乙烯共聚物包括 以下單體的共聚物：乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙烯/丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙 烯/甲基丙烯酸/丙烯酸甲酯、乙烯/丙烯酸/丙烯酸乙酯、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸乙 酯以及乙烯/丙烯酸/丙烯酸甲酯。在多個實施方案中，最優選的含酸乙烯共聚物包括：乙 烯八甲基）丙烯酸/丙烯酸正丁酯共聚物、乙烯八甲基）丙烯酸/丙烯酸乙酯共聚物以 及乙烯八甲基）丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物。
[0022] 離聚物樹脂可為高酸離聚物樹脂。一般而言，通過中和酸共聚物而制備的離聚物 被認為是"高酸"離聚物，所述"高酸"離聚物基于未中和乙烯酸共聚物的總重量包含至少約 16重量％的經共聚酸殘基。在這些高模量離聚物中，酸單體、特別是丙烯酸或甲基丙烯酸以 約16重量％至約35重量％存在。在多個實施方案中，經共聚羧酸可為未中和共聚物的約 16重量％或約17重量％或約18. 5重量％或約20重量％至至多約21. 5重量％或至多約 25重量％或至多約30重量％或至多約35重量％。高酸離聚物可以與"低酸"離聚物組合， 所述"低酸"離聚物中經共聚羧酸少于未中和共聚物的16重量％。高酸離聚物和低酸離聚 物的這種混合物特別適用于內覆蓋層的第三熱塑性材料或外覆蓋層的第四熱塑性材料，并 且尤其適用于內覆蓋層的第三熱塑性材料。
[0023] 乙烯-酸共聚物中的酸部分通過任何金屬陽離子來中和。適當優選的陽離子包括 鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、鋇、鉛、錫、鋅、鋁或這些陽離子的組合；在多個實施方案中，堿金屬、堿土 金屬或鋅陽離子是特別優選的。在多個實施方案中，離聚物的酸基團可被中和從約10 %或 約20%或約30%或約40%至約60%或約70%或約75%或約80%或約90%。
[0024] 可向酸性共聚物或酸性離聚物中添加分子量足夠高的單體有機酸或這樣的有機 酸的鹽，使得酸性共聚物或酸性離聚物可被中和至高于使離聚物單獨成為非可熔體加工的 水平的水平而不損失可加工性。可在乙烯-不飽和酸共聚物被中和之前或它們任選地被部