TWI685413B - 內部具有晶鬚的多層高爾夫球及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開一種內部具有晶鬚的多層高爾夫球及其製造方法，多層高爾夫球包括一球心、一包覆球心的外覆蓋層以及至少一設置於球心與外覆蓋層之間的內覆蓋層。外覆蓋層的彎曲模數介於20MPa至600MPa之間，內覆蓋層的彎曲模數介於20MPa至400MPa之間，內覆蓋層包含一由晶鬚構成的三維網絡結構，其中晶鬚佔內覆蓋層總重量的1%至5%。藉此，可以增加擊球距離而不致損失可打性。
Description
本發明涉及一種多層高爾夫球及其製造方法，特別是涉及一種內部具有晶鬚的多層高爾夫球及其製造方法。
隨著人們生活水準的提高及對戶外休閒生活的重視，有越來越多人喜愛上高爾夫球運動，這些人可能來自各個行各業或各個年齡層的男性或女性。也就是說，高爾夫球運動可以讓不同行業、不同年齡層和不同性別的人同場競技，並進行交流，而這正是這項運動的魅力所在。
在高爾夫球的比賽中，選手須持續將高爾夫球推進，推進過程中球的飛行距離與近距離擊球的控制性，經常成為比賽的決勝關鍵。儘管在比賽中球員的技術通常是決定勝負的關鍵，但是高爾夫球本身的特性也具有一定程度的影響力。以多層高爾夫球來說，將不同材料的層結合在一起，可以產生一些額外的特性，例如加快球的初速度、增加或減少球的旋轉量等，讓選手更容易控制所擊出球的飛行距離和軌跡。
因此，本發明人遂以其多年從事相關領域的設計及製造經驗，並積極地研究如何能增加高爾夫球的移動距離，並同時改善球的可打性，在各方條件的審慎考量下終於開發出本發明。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供
一種同時符合職業選手與業餘選手的使用需求的內部具有晶鬚的多層高爾夫球及其製造方法。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是：一種內部具有晶鬚的多層高爾夫球，其包括一球心、一包覆所述球心的外覆蓋層以及至少一設置於所述球心與所述外覆蓋層之間的內覆蓋層，其特徵在於，所述外覆蓋層的彎曲模數介於20MPa至600MPa之間，所述內覆蓋層的彎曲模數介於20MPa至400MPa之間，所述內覆蓋層包含一由多個晶鬚所構成的三維網絡結構，其中多個所述晶鬚佔所述內覆蓋層總重量的1%至5%。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是：一種內部具有晶鬚的多層高爾夫球的製造方法，其包括：成型一球心；成型至少一內覆蓋層以包覆所述球心，其中所述內覆蓋層的彎曲模數介於20MPa至400MPa之間，所述內覆蓋層包含一由多個晶鬚所構成的三維網絡結構，且多個所述晶鬚佔所述內覆蓋層總重量的1%至5%；以及成型一外覆蓋層以包覆所述內覆蓋層，其中所述外覆蓋層的彎曲模數介於20MPa至600MPa之間。
在本發明的一實施例中，多個所述晶鬚佔所述內覆蓋層總重量的2.5%至3%。
在本發明的一實施例中，多個晶鬚為氧化鋅晶鬚。
在本發明的一實施例中，所述外覆蓋層的材料為基於金屬陽離子的低酸離聚物樹脂，所述內覆蓋層的材料為高度中和的酸性聚合物樹脂。
在本發明的一實施例中，所述外覆蓋層的彎曲模數介於29.6MPa至489MPA之間，所述內覆蓋層的彎曲模數介於44.8MPA至220MPA之間。
在本發明的一實施例中，所述球心的回彈係數(COR)介於0.65至0.85，(125ft/s)平均揮桿速度，選手揮桿速度(175ft/s)之間。
在本發明的一實施例，成型所述內覆蓋層的步驟包括：將多
個所述晶鬚與一成型樹脂按1：9的重量比混合，以形成一第一樹脂組合物；對所述第一樹脂組合物進行造粒，以得到多個樹脂母粒；將多個所述樹脂母粒與另一成型樹脂按3：7的重量比混合，以形成一第二樹脂組合物；以及使用所述第二樹脂組合物作為原料進行射出成型。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的內部具有晶鬚的多層高爾夫球及其製造方法，其能通過“內覆蓋層包含由晶鬚所構成的三維網絡結構，其中晶鬚佔內覆蓋層總重量的1-5%”以及“內、外覆蓋層分別具有特定的彎曲模數”的技術方案，以增加擊球距離(包括飛行距離及滾動距離)，同時兼顧球的後旋、打擊手感和耐久性。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
G‧‧‧內部具有晶鬚的多層高爾夫球
1‧‧‧球心
1a‧‧‧內球心
1b‧‧‧外球心
2‧‧‧內覆蓋層
21‧‧‧三維網絡結構
W‧‧‧晶鬚
3‧‧‧外覆蓋層
31‧‧‧球窩
圖1為本發明的內部具有晶鬚的多層高爾夫球的製造方法的流程圖。
圖2為本發明第一實施例的內部具有晶鬚的多層高爾夫球的局部立體示意圖。
圖3為本發明第一實施例的內部具有晶鬚的多層高爾夫球的剖面示意圖。
圖4為圖3中IV部分的局部立體示意圖。
圖5為本發明第二實施例的內部具有晶鬚的多層高爾夫球的局部立體示意圖。
圖6為本發明第二實施例的內部具有晶鬚的多層高爾夫球的剖面示意圖。
眾所周知，高爾夫球的性能會受到其中的層狀結構和材料的
影響，因此，本發明提供一種高爾夫球的製造方法，其可以製造具有任何適合層數的高爾夫球(如三層或三層以上的多層球)，並且，所製成的多層高爾夫球可以增加擊球距離(包括飛行距離及滾動距離)，而不致犧牲球的後旋、打擊手感和耐久性。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“內部具有晶鬚的多層高爾夫球及其製造方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[第一實施例]
請參閱圖1，本發明第一實施例提供一種內部具有晶鬚的多層高爾夫球及其製造方法，其首先執行步驟S100，成型一球心；然後，執行步驟S102，成型至少一內覆蓋層以包覆球心；最後，執行步驟S104，成型一外覆蓋層以包覆內覆蓋層。
請配合圖2至圖4所示，在步驟S100中，球心1可以用本技術領域中任意公知的方法來製成，例如注射成型。球心1的直徑可介於1.40英寸至1.64英寸之間。進一步來說，可將球心1的材
料注入球模(圖中未顯示)中，並在適當溫度下將之加熱成型，成型後將球心1從球模中取出進行冷卻，使其形狀得以保持。
在本實施例中，球心1的材料主要為天然或合成橡膠或者含有天然或合成橡膠的材料(下稱橡膠材料)，橡膠材料可佔球心1總重量的50wt%至70wt%。並且，可通過選擇適當的橡膠材料(如聚丁二烯橡膠)使球心1具有所需的特性，例如將球心1的回彈係數(COR)控制在0.65至0.85之間，以改善擊球的初速度，從而增加高爾夫球的飛行距離。在其他實施例中，球心1的材料也可為熱塑性材料，例如離聚物樹脂、聚醯胺樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂或其等的組合。
根據實際需要，球心1可包含添加物，添加物可使用交聯劑及填充物，但不受限於此。交聯劑的具體例包括丙烯酸鋅、丙烯酸鎂等，填充物的具體例包括氧化鋅、硫酸鋇、高比重的金屬粉末(如鎢粉)等。
在步驟S102中，內覆蓋層2可以用本技術領域中任意公知的方法來製成，例如射出成型。內覆蓋層2的厚度可介於0.01英吋至0.6英吋之間。在其他實施例中，也可以通過壓模(圖中未顯示)將內覆蓋層2的材料形成兩個圍繞球心1的半球形結構(圖中未顯示)，並在適當溫度下使兩個半球形結構發生熔融後，流動並結合在一起而形成完整的內覆蓋層2。
在本實施例中，內覆蓋層2的組成可包含高度中和的酸性聚合物樹脂及多個晶鬚W(whiskers)，高度中和的酸性聚合物樹脂可佔內覆蓋層2總重量的95%至99%，晶鬚W可佔內覆蓋層2總重量的1wt%至5wt%，較佳介於2.5wt%至3wt%，更佳介於2.8wt%至3wt%。其中晶鬚W可以具有相同或不同的不規則形狀，晶鬚W的外徑可介於1微米至50微米之間，晶鬚W的長徑比(aspect ratio)可介於5至1000之間。值得注意的是，內覆蓋層2的彎曲模數(Flexural Modulus)介於20MPa至400MPa之間，較佳介於44.8
MPa至220MPa之間。
高度中和的酸性聚合物樹脂可使用由杜邦公司(E.I.Dupont de Nemours and Company)生產的HPF樹脂，HPF樹脂的具體例包括HPF 1000、HPF 2000、HPF AD1035、HPF AD1043、HPF AD1172等。晶鬚W可使用四針狀的氧化鋅晶鬚。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。在其他實施例中，內覆蓋層2所包括的晶鬚W也可使用其他氧化物晶鬚、碳化物晶鬚、氮化物晶鬚、硼化物晶鬚、金屬晶鬚、無機鹽類晶鬚或其等的組合。
根據實際需要，可使用鎂、鈉、鋅或鉀等陽離子源來將酸性聚合物中和至80%或更高。內覆蓋層2可包含添加物，添加物可使用熔體流動改性劑及著色劑(如白色色料)，但不受限於此。熔體流動改性劑的具體例包括脂肪酸及其鹽、聚醯胺、聚酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚醚、聚脲、多元醇等。
在本實施例中，內覆蓋層2所包含的高度中和的酸性聚合物樹脂可以用基於金屬陽離子的低酸離聚物樹脂可來取代，基於金屬陽離子的低酸離聚物樹脂可使用由杜邦公司(E.I.Dupont de Nemours and Company)生產的沙林樹脂(Surlyn®)，沙林樹脂的具體例包括Surlyn 8150、Surlyn 8320、Surlyn 8940、Surlyn 8945、Surlyn 9120、Surlyn 9150、Surlyn 9320W、Surlyn 9910、Surlyn 9945、Surlyn 9950、Surlyn AD1022等。
值得說明的是，為使晶鬚W在內覆蓋層2中均勻分散，內覆蓋層2的材料是採用下列步驟來製備。首先，將晶鬚W與成型樹脂(高度中和的酸性聚合物樹脂或基於金屬陽離子的低酸離聚物樹脂)按1：9的重量比混合，以形成第一樹脂組合物；接著，對第一樹脂組合物進行造粒，以得到多個樹脂母粒；然後，將樹脂母粒與另一成型樹脂(高度中和的酸性聚合物樹脂)按3：7的重量比混合，以形成第二樹脂組合物；最後，使用第二樹脂組合物作為原料進行壓模成型，亦即將基於第二樹脂組合物的原料射出至壓模
中。
再者，如圖4所示，分散在內覆蓋層2中之晶鬚W可以交織成三維網絡結構21，而在三維網絡結構21的存在下，可以提升高爾夫球的綜合性能。例如，內覆蓋層2可以和球心1產生協同作用，以達到增加擊球距離(包括飛行距離及滾動距離)的功效，並且，內覆蓋層2可以和外覆蓋層3產生協同作用，以達到增加球的後旋量、提升擊球手感及增加耐久性等功效。
在步驟S104中，外覆蓋層3可以用本技術領域中任意公知的方法來製成，例如壓模成型。外覆蓋層3的厚度可介於0.01英吋至0.2英吋之間。進一步來說，可通過壓模(圖中未顯示)將外覆蓋層3的材料形成兩個圍繞球心1的半球形結構(圖中未顯示)，並可在50℃至200℃之溫度下將兩個半球形結構融合在一起，而形成完整的外覆蓋層3。
在本實施例中，外覆蓋層3的主料可為基於金屬陽離子的低酸離聚物樹脂或聚氨酯(polyurethane)，主料可佔外覆蓋層3總重量的80%至100%。基於金屬陽離子的低酸離聚物樹脂可使用由杜邦公司(E.I.Dupont de Nemours and Company)生產的沙林樹脂(Surlyn®)，沙林樹脂的具體例包括Surlyn 8150、Surlyn 8320、Surlyn 8940、Surlyn 8945、Surlyn 9120、Surlyn 9150、Surlyn 9320W、Surlyn 9910、Surlyn 9945、Surlyn 9950、Surlyn AD1022等。值得注意的是，外覆蓋層3的彎曲模數介於20MPa至600MPa之間，較佳介於29.6MPa至489MPa之間。
根據實際需要，外覆蓋層3可包含一或多種添加物，以賦予高爾夫球所需的特性，例如美觀性、實用性和耐用性。添加物的具體例包括：著色劑、消光劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、硬化劑、改性劑及填料。
當上述步驟完成之後，即製成一種內部具有晶鬚的多層高爾夫球G，其包括一球心1、一包覆球心1的外覆蓋層3及至少一設
置於球心1與外覆蓋層3之間的內覆蓋層2，其中內覆蓋層2包含一由多個晶鬚W所構成的三維網絡結構21。
儘管在圖2及圖3中僅顯示內部具有晶鬚的多層高爾夫球G包括一層內覆蓋層2，但是根據實際需要，步驟S102可以被重複執行二次或二次以上，以形成多層位於球心1與外覆蓋層3之間的內覆蓋層2。例如，對於三層結構的高爾夫球來說，只需要一層內覆蓋層2；對於四層結構的高爾夫球來說，則需要二層內覆蓋層2。
請複參閱圖2及圖3，為了改善高爾夫球的空氣動力學特性，外覆蓋層3的表面上可具有多個球窩31(Dimple)。球窩31可具有本領域中公知的任何形狀(如半球狀)，球窩31的數量可介於200至500，較佳介於250至400。在不影響本發明之預期效果的前提下，可在外覆蓋層3的表面上形成本領域中公知的任意類型的塗層，例如保護層、顏色層、消光層等。
[第二實施例]
請參閱圖1，並配合圖5及圖6，本發明第二實施例提供一種內部具有晶鬚的多層高爾夫球及其製造方法，其首先執行步驟S100，成型一球心；然後，執行步驟S102，成型至少一內覆蓋層以包覆球心；最後，執行步驟S104，成型一外覆蓋層以包覆內覆蓋層。
本實施例與第一實施例的主要差異在於：在步驟S100中，是先形成一內球心1a，再形成一包覆內球心1a的外球心1b。內球心1a與外球心1b可以用本技術領域中任意公知的方法來製成，例如內球心1a是用注射成型來製成，且外球心1b是用壓模成型來製成，其等的技術細結可參考第一實施例所述，故於此不再多加贅述。
在本實施例中，內球心1a與外球心1b的材料主要為天然或
合成橡膠或者含有天然或合成橡膠的材料，但不受限於此。內球心1a與外球心1b可以具有不同的特性，例如內球心1a的硬度(shore hardness)小於外球心1b的硬度，以減少開球時的後旋，並增加鐵桿擊球時的後旋。
[評價項目]
使用6號鐵桿及開球桿(TaylorMade jetspeed)，在相同測試條件下(如環境條件、揮桿速度和力道等)，以110mph之揮桿速度(Club speed)分別打擊實驗例與對照例的高爾夫球數次，並記錄球的飛行距離、滾動距離及後旋量，結果如表1至表2所示。
另外，取實驗例與對照例的高爾夫球各12顆，使用砲擊測試機(ADC COR machine developed by Automated Design Corporation)，以175ft/s之速度反復將球射出以撞擊金屬鋼板，直到球破裂為止，記錄前6顆被撞破的球的撞擊次數，結果如表3所示。
實驗例與對照例(Control)的高爾夫球均為三層結構的高爾夫球，球皮硬度(ShoreD)均為62±2，且球的整體壓縮(Compression)為65±7度；差別在於，實驗例的高爾夫球中內覆蓋層(即中間層)具有3wt%的晶鬚，對照例的高爾夫球中內覆蓋層則未添加晶鬚。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的內部具有晶鬚的多層高爾夫球及其製造方法，其能通過“內覆蓋層包含由晶鬚所構成的三維網絡結構，其中晶鬚佔內覆蓋層總重量的1-5%”以及“內、外覆蓋層分別具有特定的彎曲模數”的技術方案，以增加擊球距離(包括飛行距離及滾動距離)，同時兼顧球的後旋、打擊手感和耐久性。
更進一步來說，本發明之製造方法通過“先將晶鬚按1：9的重量比混入一成型樹脂，再從所形成的樹脂組合物中取一部分，並按3：7的重量比混入另一成型樹脂，然後使用所形成的樹脂組合物作為原料來成型內覆蓋層”的技術方案，可使晶鬚在內覆蓋層中具有優越的分散性，以避免團聚現象發生而影響到球體性能。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
G‧‧‧內部具有晶鬚的多層高爾夫球
1‧‧‧球心
2‧‧‧內覆蓋層
3‧‧‧外覆蓋層
31‧‧‧球窩
Claims (11)
- 一種內部具有晶鬚的多層高爾夫球，其包括一球心、一包覆所述球心的外覆蓋層以及至少一設置於所述球心與所述外覆蓋層之間的內覆蓋層，其特徵在於，所述外覆蓋層的彎曲模數介於20MPa至600MPa之間，所述內覆蓋層的彎曲模數介於20MPa至400MPa之間，所述內覆蓋層包含一由多個晶鬚所構成的三維網絡結構，其中多個所述晶鬚佔所述內覆蓋層總重量的2.5%至3%。
- 如請求項1所述的內部具有晶鬚的多層高爾夫球，其中，多個晶鬚為氧化鋅晶鬚。
- 如請求項1所述的內部具有晶鬚的多層高爾夫球，其中，所述內覆蓋層的材料為高度中和的酸性聚合物樹脂或基於金屬陽離子的低酸離聚物樹脂。
- 如請求項1所述的內部具有晶鬚的多層高爾夫球，其中，所述外覆蓋層的材料為基於金屬陽離子的低酸離聚物樹脂。
- 如請求項1所述的內部具有晶鬚的多層高爾夫球，其中，所述球心的回彈係數(COR)介於0.65至0.85之間。
- 一種內部具有晶鬚的多層高爾夫球的製造方法，其包括：成型一球心；成型至少一內覆蓋層以包覆所述球心，其中所述內覆蓋層的彎曲模數介於20MPa至400MPa之間，所述內覆蓋層包含一由多個晶鬚所構成的三維網絡結構，且多個所述晶鬚佔所述內覆蓋層總重量的2.5%至3%；以及成型一外覆蓋層以包覆所述內覆蓋層，其中所述外覆蓋層的彎曲模數介於20MPa至600MPa之間。
- 如請求項6所述的內部具有晶鬚的多層高爾夫球的製造方法，其中，多個晶鬚為氧化鋅晶鬚。
- 如請求項6所述的內部具有晶鬚的多層高爾夫球的製造方法，其中，成型所述內覆蓋層的步驟包括：將多個所述晶鬚與一成型樹脂按1：9的重量比混合，以形成一第一樹脂組合物；對所述第一樹脂組合物進行造粒，以得到多個樹脂母粒；將多個所述樹脂母粒與另一成型樹脂按3：7的重量比混合，以形成一第二樹脂組合物；以及使用所述第二樹脂組合物作為原料進行射出成型。
- 如請求項8所述的內部具有晶鬚的多層高爾夫球的製造方法，其中，所述成型樹脂與所述另一成型樹脂為高度中和的酸性聚合物樹脂或基於金屬陽離子的低酸離聚物樹脂。
- 如請求項6所述的內部具有晶鬚的多層高爾夫球的製造方法，其中，所述外覆蓋層是使用基於金屬陽離子的低酸離聚物樹脂來成型。
- 如請求項6所述的內部具有晶鬚的多層高爾夫球的製造方法，其中，所述球心的回彈係數(COR)介於0.65至0.85之間。
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