用于高爾夫球的軟質(zhì)涂層的制作方法
【專利摘要】一種具有軟質(zhì)外表面涂層的高爾夫球，該軟質(zhì)外表面涂層具有基于ASTM?D3363標(biāo)度小于約HB的硬度，或基于ASTM?D2134標(biāo)度小于約40的硬度。這種軟質(zhì)外表面涂層可以含有聚氨酯、一種羥基官能的硅酮材料、或一種羥基官能的氟材料。以及，一種用于制造這種高爾夫球方法。與未涂覆的高爾夫球的性能相比，這種包含軟質(zhì)外表面涂層的高爾夫球在短擊球時(shí)展現(xiàn)出高的旋轉(zhuǎn)速率而沒有本質(zhì)上降低在長擊桿擊球方面的性能。
【專利說明】用于高爾夫球的軟質(zhì)涂層
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明總體上涉及一種具有軟質(zhì)涂層的高爾夫球。具體的，本發(fā)明涉及一種具有軟質(zhì)表面涂層、或外表面涂層的高爾夫球，該表面涂層或外表面涂層保持了耐久性并且具有低能表面。
[0002]高爾夫球是一種重要的、隨著科技變化而變化的運(yùn)動用品。例如，球最早由木頭制成，之后通過將煮過軟化的羽毛填充到皮革囊中制成。通常，將囊涂成白色并且囊將在干燥后繃緊。然而，由于用羽毛制成的球容易吸收水分而開裂，所以打一輪比賽要求許多球。而且，與木制球相比，這些用羽毛制成的球更昂貴。
[0003]直到古塔波膠(gutta percha)球制成前,都在一直使用羽毛和木頭制成的球。古塔波膠球相對廉價(jià)并且容易制造。而且，與羽毛制成的球相比，古塔波膠球相當(dāng)耐用，而且由于可以容易地使表面變粗糙以提高飛行特性，所以性能良好，并且因而流行。然而，這種球表現(xiàn)出在飛行中破碎的趨向。
[0004]隨后，開發(fā)出包含其他彈性材料的聞爾夫球。例如，開發(fā)出一種具有橡膠芯和緊緊圍繞該芯纏繞的彈力線的高爾夫球。起先用古塔波膠覆蓋繞線，但是后來用巴拉塔樹膠(balata)覆蓋。然而，巴拉塔樹膠覆蓋的高爾夫球經(jīng)常被擊球不太熟練的球手們損壞。因此，開發(fā)出更硬的覆蓋層、具體說是包括含有沙林? (SurIynA是一種離聚物的商品名)化合物或聚氨酯化合物的覆蓋層。
[0005]一種現(xiàn)代型高爾夫球的表面典型是堅(jiān)硬且耐用的。這種類型的高爾夫球總體上是兩件式的，具有一個硬覆蓋層和一個橡膠芯。具體的，包含離聚物化合物的覆蓋層是硬的。其他類型的高爾夫球是多層的，具有相對軟(較低硬度，即，小于65肖氏D)的覆蓋層和相對硬的幔(mantle)層。現(xiàn)代高爾夫球還經(jīng)常涂覆有耐磨的相對硬的聚氨酯表面涂層。這樣的硬涂層典型地給予球光澤的外觀和耐久性。通常，這種材料的硬度等級是近似等于3H鉛筆的硬度，并且基于斯沃德?lián)u擺硬度標(biāo)度是大于40。
[0006]硬覆蓋的高爾夫球提供了低旋轉(zhuǎn)，耐久性，以及所希望的其他高爾夫球的特性及特征。然而，硬覆蓋的高爾夫球并不是尋求對選定的擊球維持控制并實(shí)現(xiàn)最大距離的熟練的球手首選的。典型地，意圖在一次擊球(如開球或長擊桿擊球)中取得最大距離的高爾夫球被設(shè)計(jì)成以更小的旋轉(zhuǎn)離開球座。通常，為高度熟練的高爾夫球手所優(yōu)選的這類高爾夫球具有帶低硬度(小于65肖氏D)的覆蓋層和更高硬度的幔層的多層構(gòu)造。這種構(gòu)造允許離開球座時(shí)低旋轉(zhuǎn)、而在短鐵桿及挖起桿(wedge)擊球時(shí)較高的旋轉(zhuǎn)。短鐵桿及挖起桿擊球的較高旋轉(zhuǎn)允許對高爾夫球在著地時(shí)的更好的控制。這樣的著地控制是由高旋轉(zhuǎn)速率、以及控制該旋轉(zhuǎn)的能力所賦予的。由于硬覆蓋物/高爾夫球桿面(club face)間的相互作用(至少部分地因?yàn)橛哺采w物趨向于滑脫球桿面)的性質(zhì)，很難控制硬覆蓋的高爾夫球的旋轉(zhuǎn)。
[0007]現(xiàn)代軟質(zhì)高爾夫球提供了旋轉(zhuǎn)控制并且耐磨損、在高爾夫球未被正擊打時(shí)耐切(cut)、并且在連續(xù)比賽中耐劣化。然而，具有過柔軟表面的高爾夫球展現(xiàn)出集污傾向，并且難以從存放地(如球手的口袋)移出。[0008]因此，本領(lǐng)域存在對提供了高旋轉(zhuǎn)速率和實(shí)質(zhì)上控制此旋轉(zhuǎn)的能力而不會降低擊球特性而仍保持耐用的高端高爾夫球的需要。還存在對具有無集污趨向表面的球的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在一方面，本發(fā)明提供了一種具有軟質(zhì)外表面涂層的高爾夫球。具體地，本發(fā)明一方面提供了一種具有聚氨酯柔質(zhì)外表面涂層的高爾夫球，該涂層基于ASTM D3363標(biāo)度具有小于約HB的硬度。
[0010]在另一方面，本發(fā)明提供了一種具有軟質(zhì)外表面涂層的高爾夫球，特別是聚氨酯軟質(zhì)外表面涂層的高爾夫球，該軟質(zhì)外表面的涂層基于ASTMD2134(也稱為斯沃德?lián)u擺硬度測試(Sward Rocker Hardness test))具有小于約40的硬度。
[0011]在另一方面，本發(fā)明提供了一種用于制造具有外表面層的高爾夫球的方法，包括用一種軟質(zhì)外表面涂層涂覆該外表面層，該軟質(zhì)外表面涂層基于ASTM D3363標(biāo)度具有小于約HB的硬度。
[0012]在再一個方面，本發(fā)明提供了一種用于制造具有外表面層的高爾夫球的方法，包括用一種軟質(zhì)外表面涂層涂覆該外表面層，該軟質(zhì)外表面涂層基于ASTM D2134標(biāo)度具有小于約40的硬度。
[0013]在仍另一方面，本發(fā)明提供了一種包含軟質(zhì)表面涂層的高爾夫球，其中，與未涂覆的球或具有更硬的表面涂層的高爾夫球的性能相比，該高爾夫球在短擊球中展現(xiàn)出高的旋轉(zhuǎn)速率而沒有本質(zhì)上降低在長擊桿擊球方面性能。
[0014]本發(fā)明的另一個方面提供了在軟質(zhì)外表面涂層上的一個低能量表面。
[0015]通過審閱下面的附圖及詳細(xì)說明，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，本發(fā)明的其他系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)會是或者會變得明顯。所打算的是所有這類另外的系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)包括在本說明書和概述內(nèi)，在本發(fā)明范圍內(nèi)，并且受隨后權(quán)利要求書的保護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]參照下列附圖和說明，可以更好地理解本發(fā)明。附圖中的部件不一定按比例繪制，而是重點(diǎn)在于說明本發(fā)明的原理。而且，在這些圖中，貫穿不同的視圖，同樣的參考號標(biāo)示相應(yīng)的部分。
[0017]圖1是一種多層高爾夫球的示意圖，該多層高爾夫球具有根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的軟質(zhì)外表面涂層；
[0018]圖2是一個示意圖，展示了在高爾夫球的外覆蓋層表面上的底漆層上的外表面涂層；
[0019]圖3是對鉛筆硬度標(biāo)度的說明；并且
[0020]圖4是對固體表面上的液滴應(yīng)用楊氏方程的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]總體而言，本發(fā)明涉及一種高爾夫球，該高爾夫球具有一種軟質(zhì)表面涂層(也稱作軟質(zhì)外表面涂層)。在一個實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種高爾夫球，該高爾夫球具有一種軟質(zhì)外表面涂層(特別是一種聚氨酯軟質(zhì)外表面涂層)，該涂層基于ASTM D3363標(biāo)度具有小于約HB的硬度。
[0022]在另一方面，本發(fā)明提供了一種高爾夫球，該高爾夫球具有一種軟質(zhì)外表面的涂層(特別是一種聚氨酯軟質(zhì)外表面涂層)，該涂層基于ASTMD2134標(biāo)度(也稱為斯沃德?lián)u擺硬度測試(Sward Rocker Hardness test))具有小于約40的硬度的。
[0023]在又一方面，本發(fā)明提供一種用于制造具有外表面層的高爾夫球的方法，包括用一種軟質(zhì)外表面涂層涂覆該外表面層，該軟質(zhì)外表面涂層基于ASTM D3363標(biāo)度具有小于約HB的硬度。
[0024]在又另一方面，本發(fā)明提供了一種用于制造具有外表面層的高爾夫球的方法，包括用一種軟質(zhì)外表面涂層涂覆該外表面層，該軟質(zhì)外表面涂層具有基于ASTM D2134標(biāo)度小于約40的硬度。
[0025]在又另一方面，本發(fā)明提供一種包含軟質(zhì)表面涂層的高爾夫球，其中與未涂覆的球或具有更硬的表面涂層的高爾夫球的性能相比，該高爾夫球在短擊球中展現(xiàn)出高的旋轉(zhuǎn)速率而沒有本質(zhì)上降低在長擊桿擊球上的性能。
[0026]在仍另一方面，本發(fā)明提供了一種具有低能量軟質(zhì)外表面涂層的高爾夫球，使得該軟質(zhì)外表面涂層不集污并且能夠以典型方式進(jìn)行處理。
[0027]諸位發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了軟質(zhì)表面涂層提供了一種高爾夫球，與未涂覆的球或具有更硬的外涂層的高爾夫球的性能相比，該高爾夫球在短擊球中展現(xiàn)出高旋轉(zhuǎn)速率以及由此的良好控制，而沒有本質(zhì)上降低在長擊桿擊球上的性能。該軟質(zhì)表面涂層因此將具有硬的耐久表面的、長擊良好但是在短鐵桿擊球中對給予旋轉(zhuǎn)更少響應(yīng)的高爾夫球轉(zhuǎn)變成一種本質(zhì)上保持了長擊桿擊球性質(zhì)和特性并極大增加了旋轉(zhuǎn)速率以及因此對短鐵桿擊球的控制的高爾夫球。雖然諸位發(fā)明人不希望被理論束縛，而所認(rèn)為的是，軟質(zhì)表面涂層使在賦予旋轉(zhuǎn)時(shí)短鐵桿面能夠保持與高爾夫球保持接觸更久，而在長擊桿擊球時(shí)，考慮到球桿面/高爾夫球接觸的性質(zhì)，任何增加的接觸時(shí)間都不會賦予旋轉(zhuǎn)。因此，本質(zhì)上維持了長擊桿擊球的特性和特征。如在此所使用的，“長擊桿(drivers)”被認(rèn)為是具有小于約40°的桿面傾角的球桿，并且“短鐵桿”是具有大于約40°的桿面傾角的球桿。因此，所有木桿被認(rèn)為是‘長擊桿’,正如大部分鐵桿被認(rèn)為是“短鐵桿”。
[0028]通過替換典型的硬表面涂層，該軟質(zhì)外表面涂層還提高了相對軟質(zhì)覆蓋多層高爾夫球的旋轉(zhuǎn)速率(以及因此，控制)。這種替換允許提高短挖起桿擊球的旋轉(zhuǎn)球進(jìn)入果嶺(green)ο
[0029]在多個實(shí)施例中，軟質(zhì)外表面涂層包含聚氨酯。諸位發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，通過結(jié)合一種羥基或氨基官能化的聚二甲硅氧烷(PDS)或含氟聚合物，該表面涂層可以被改性以形成一種低能量表面，以便不會至少降低集污。所添加的PDS或含氟聚合物，與聚氨酯軟質(zhì)外表面涂層一起形成一種低能量表面，使得至少減少污垢聚集或不集污，并且使得球更容易處理(如球員將高爾夫球放入口袋中以及將高爾夫球由此移出)。技術(shù)人員認(rèn)識到，軟質(zhì)表面，如在此的實(shí)施例的軟質(zhì)外表面涂層是高能量表面，并且提供如在此所描述的低能量表面是反直覺的。然而，諸位發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，給予軟質(zhì)外表面涂層一個較低能量表面允許高爾夫球在保持軟質(zhì)外表面涂層的柔軟性質(zhì)、使用特性及特征(特別是當(dāng)高爾夫球被一個高爾夫球桿短擊時(shí)增強(qiáng)的旋轉(zhuǎn))的同時(shí)避污并改善處理。
[0030]合適的涂覆有軟質(zhì)表面涂層的實(shí)施例的高爾夫球可以由任何材料以形成一種合適的高爾夫球的任何的層安排制成。如技術(shù)人員認(rèn)識到的，在形成高爾夫球并且賦予它們設(shè)計(jì)者或使用者所尋求的特性及特征時(shí)，有利地使用了許多組合物物質(zhì)。在高爾夫球及高爾夫球的層的制造中經(jīng)常使用的組合物包括但不限于，典型地是稠密、粘黏、或既稠密又粘黏的液體；天然及合成橡膠；以及熱塑性及熱固性聚合物，如聚氨酯和離聚物。通常，高爾夫球的各個層是由不同類型的組合物制成的。具體地，內(nèi)芯通常包括橡膠、熱塑性或熱固性材料、或離聚物材料?？梢詫⑦@些組合物與其他組合物、以及與填充劑、添加劑、等共混?？蛇x擇一種硬的耐用的組合物用于外覆蓋層。還可選擇一種軟的耐用的組合物，如聚氨酯，用于外覆蓋層。包含在任何層安排中的這些材料的高爾夫球被在此披露并提出權(quán)利要求的軟質(zhì)表面涂層實(shí)施例適當(dāng)?shù)馗采w。
[0031]在此，多個實(shí)施例的高爾夫球可以是‘合格的(conforming)’或‘不合格(nonconforming)’的高爾夫球。即是說，具有在此描述的軟質(zhì)表面涂層的高爾夫球可能符合關(guān)于，例如，一家或多家管理實(shí)體(如美國高爾夫球協(xié)會(United States GolfAssociation,USGA))的重量、直徑、實(shí)體設(shè)計(jì)、和性能特性和特征的規(guī)定。這類球典型地是職業(yè)聯(lián)賽比賽所要求的。然而，在此還考慮了用于休閑用途、用于訓(xùn)練、以及用于其他用途的非標(biāo)準(zhǔn)球。
[0032]為了方便，本發(fā)明的主題將以其涉及一種四件式球而詳細(xì)說明。一種具有4個不同的層的四件式球，其中每個連續(xù)層本質(zhì)上完全圍繞在前的層。然而，技術(shù)人員認(rèn)識到，可以將在此描述并提出權(quán)利要求的軟質(zhì)表面涂層應(yīng)用到任何高爾夫球，或甚至，軟質(zhì)表面涂層對其適合的任何其他物體。因此，一種一件式球、兩件式球、和三件式球可以合適的覆蓋由本發(fā)明的實(shí)施例的軟質(zhì)表面層。類似地,這種軟質(zhì)表面層還能夠應(yīng)用到一種五件式球、六件式球、或具有任何層數(shù)目的任何高爾夫球。
[0033]圖1展示了一種在高爾夫球的外表面上具有軟質(zhì)表面涂層的、四件式高爾夫球的中間橫截面。高爾夫球100包括中心或內(nèi)芯層101，本質(zhì)上完全圍繞、包封、或包圍內(nèi)芯層101的外芯層102，本質(zhì)上完全圍繞、包封、或包圍外芯層102的內(nèi)覆蓋層103，本質(zhì)上完全圍繞、包封、或包圍內(nèi)覆蓋層103的外覆蓋層104，以及圍繞、包封、或包圍外覆蓋層104的軟質(zhì)表面涂層105。
[0034]本發(fā)明的多個實(shí)施例針對一種包含聚氨酯的軟質(zhì)表面涂層，S卩，是一種在最外覆蓋層外側(cè)的軟質(zhì)聚氨酯涂層。技術(shù)人員認(rèn)識到，氨基甲酸酯，典型是通過使異氰酸酯部分與羥基部分反應(yīng)以形成一個氨基甲酸酯部分來形成的。為了形成一種聚合物，反應(yīng)物在每個分子上典型具有至少兩個官能部分來確保各分子可以與兩個其他分子進(jìn)行反應(yīng)。類似地，胺部分與異氰酸酯部分進(jìn)行反應(yīng)以形成一個脲部分。因此，含胺以及含羥基化合物可以與含異氰酸酯化合物進(jìn)行反應(yīng)以形成一種聚合物材料。占優(yōu)勢的含羥基化合物產(chǎn)生一種聚氨酯。其他反應(yīng)物，如擴(kuò)鏈劑、和催化劑也可以存在。這些形成氨基甲酸酯的反應(yīng)和替代物以及擴(kuò)鏈反應(yīng)物是技術(shù)人員所熟知的。根據(jù)在此提供的指導(dǎo)，技術(shù)人員將能夠形成一種令人滿意的聚氨酯涂層。
[0035]本發(fā)明的實(shí)施例針對具有一種軟質(zhì)外表面涂層的高爾夫球，該軟質(zhì)外表面涂層包含一種聚氨酯/聚脲涂層，
[0036]該涂層產(chǎn)生自用于形成這種涂層的異氰酸酯部分與含羥基反應(yīng)物和含胺反應(yīng)物二者的反應(yīng)。[0037]其他實(shí)施例針對具有一種軟質(zhì)外表面涂層的高爾夫球，該軟質(zhì)外表面涂層包含異氰酸酯與胺部分的聚脲反應(yīng)產(chǎn)物。
[0038]因此，多個實(shí)施例針對一種包含選自下組的組合物的軟質(zhì)表面涂層，該組由以下各項(xiàng)組成:聚氨酯、聚脲、以及它們的共混物。
[0039]高爾夫球的外覆蓋層通常是一種能夠以典型的涂覆操作施加的涂層。涂覆操作典型涉及通過刷涂、噴霧、或通過任何合適的施加方法施加包含溶劑和涂料的液體。然后這些溶劑蒸發(fā)并且涂層在表面上形成。可將高爾夫球加熱以提高溶劑蒸發(fā)速率。典型地，將溫度增加到約150° F、約200° F持續(xù)一段時(shí)間，這段時(shí)間足以蒸發(fā)溶劑并形成涂層。任何涂覆操作都適用于外覆蓋層的施加。
[0040]類似地，在一個實(shí)施例中，具有外覆蓋層的高爾夫球進(jìn)一步包括在涂覆操作中形成的一個聚氨酯軟質(zhì)表面涂層。在多個實(shí)施例中，一種涂層是通過使典型地具有大于約500的羥基當(dāng)量的多元醇與典型地具有大于約100的NCO當(dāng)量的異氰酸酯進(jìn)行反應(yīng)而形成。技術(shù)人員認(rèn)識到，如在此所使用的‘當(dāng)量’是一種含部分(moiety)的化合物的每單位部分的分子量。因此，如在此所使用的多元醇典型具有大于約500/羥基部分的分子量，并且異氰酸酯具有大于約100/NC0部分的分子量。
[0041]在一個實(shí)施例中，聚氨酯軟質(zhì)外表面涂層是通過將兩種組分結(jié)合而形成的。第一組分包含多元醇反應(yīng)物和溶劑，并且第二組分包含異氰酸酯化合物。任一組分還可含有催化劑、溶劑、以及其他反應(yīng)物和添加劑。
[0042]多元醇反應(yīng)物典型具有至少約500的羥基當(dāng)量。多元醇反應(yīng)物具有至少兩個羥基(典型地是末端羥基)部分。多元醇反應(yīng)物的實(shí)例包括具有至少約500的羥基當(dāng)量的聚醚多元醇，如聚氧化乙烯二醇(PEG1000或更大)、聚氧化丙烯二醇(PEG1000或更大)、以及聚氧四亞甲基二醇(PTMG);聚酯多元醇；基于內(nèi)酯的聚酯多元醇；聚碳酸酯多元醇；以及丙烯酸多元醇。可組合使用這些多元醇中的兩種或更多種。
[0043]在更典型的實(shí)施例中，使用了直鏈多元醇。在具體地實(shí)施例中，使用了具有至少約500的羥基當(dāng)量的直鏈聚酯多元醇。特別合適的多元醇是
[0044]Desmophen? 1652，一種具有約1060的當(dāng)量的直鏈聚酯多元醇。然而
Desmophen? 1652圮不含溶劑的，而在溶劑中的多元醇也是適合使用的。例如，Desmophen? 670A-80是一種具有的羥基當(dāng)量為500的聚酯，是作為在乙酸丁酯溶劑中
的高固體(約80%)溶液可得的。Desmophei#產(chǎn)品是從拜耳公司(Bayer)可獲得的。根據(jù)在此提供的指導(dǎo)，技術(shù)人員將能夠識別合適的多元醇反應(yīng)物。
[0045]異氰酸酯反應(yīng)物典型具有至少約100的NCO當(dāng)量。異氰酸酯反應(yīng)物具有至少兩個NCO部分。合適的異氰酸酯反應(yīng)物的實(shí)例包括:脂肪族二異氰酸酯和縮二脲、三聚物、芳香族聚異氰酸酯、和環(huán)烷的或脂環(huán)族聚異氰酸酯。可組合使用二異氰酸酯中的兩種或更多種。環(huán)烷或脂環(huán)族二異氰酸酯的一個實(shí)例是異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)。芳香族二異氰酸酯的一個說明性實(shí)例是二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)。典型地，使用了一種直鏈脂肪族二異氰酸酯。芳香族二異氰酸酯的一個說明性實(shí)例是六亞甲基二異氰酸酯(HDI)。具體地，一種具有約179的NCO當(dāng)量的、低黏稠度的不含溶劑的脂肪族聚異氰酸酯是作為不含溶劑的Tolonate^ HDB-LV從柏斯托涂料(Perstorp Coatings)可獲得的。這種產(chǎn)品是基于
HDI縮二脲。根據(jù)在此提供的指導(dǎo)，技術(shù)人員將能夠識別出合適的異氰酸酯反應(yīng)物。
[0046]可使用催化劑來加速反應(yīng)速率。合適的催化劑包括但不限于:鉍催化劑；辛酸
鋅；辛酸亞錫；錫催化劑如二月桂酸二丁基錫(DABCO?T-12，由空氣化工產(chǎn)品有限公
司(Air Products and Chemicals, Inc.)生產(chǎn))、二乙酸二丁基錫(DABCO?T-l );辛
酸亞錫(DABCO?T-9);氯化錫(II);氯化錫(IV) ;二丁基二甲氧基錫(d1-butyltin
dimethoxide) ( FASCATM211 ) ; 二甲基-雙[1-過硫酸氫鉀癸基)羥基]錫
燒(dimethyl-bis [1-oxonedecyl) oxy] stannane) (FORMEZ?UL-28 ) ; 二正辛
基錫雙辛基巰基乙酸異酯(FORMEZ則JL-29)；以及胺催化劑如三亞乙基二胺
(DABCO?33-LV)、三乙胺、和三丁胺；以及它們的混合物。技術(shù)人員認(rèn)識到，這些不同的催化劑提供不同的反應(yīng)速率或要求不同的條件，典型是活化溫度，在該活化溫度下催化劑是活性的。根據(jù)在此提供的指導(dǎo)，技術(shù)人員將能夠識別并選出合適的催化劑。
[0047]在一個實(shí)施例中，催化劑是二月桂酸二丁基錫。這種催化劑典型是以足以催化在反應(yīng)性混合物中的這些組分的反應(yīng)的量添加的。在一個實(shí)施例中，該催化劑是以按該組合物的重量計(jì)從約0.001%至約5%的量存在的。例如，當(dāng)使用錫催化劑(如二月桂酸二丁基錫)時(shí)，該催化劑優(yōu)選以從約0.005%至約1%的量存在。在另一實(shí)施例中，催化劑是以約
0.05wt.%或更大的量存在。在另一實(shí)施例中，催化劑是以約0.5wt.%或更大的量存在。
[0048]使用低水平的錫催化劑(典型的是總組合物的從約O至約0.04wt.%)要求高溫度以獲得合適的反應(yīng)速率，這可能會導(dǎo)致預(yù)聚合物降解。將催化劑的量增加到異常高的水平使能夠在保持可比的固化階段的同時(shí)降低過程溫度。使用更高的催化劑水平還允許降低混合速度。因此，在一個實(shí)施例中，錫催化劑是以按該組合物的重量計(jì)約0.01%至約0.55%的量存在。在另一個實(shí)施例中，組合物中存在約0.05%至約0.4%的錫催化劑。在又一個實(shí)施例中，錫催化劑是以從約0.1%至約0.25%的量存在。
[0049]在多個實(shí)施例中，涂層是通過組合兩種組分流形成的，一個包含羥基部分的流以及一個包含異氰酸酯部分的流。典型地，一種第一流包括含羥基化合物、用于該含羥基化合物并且用于產(chǎn)生的涂料的溶劑的混合物并且催化劑包括在這種組分混合物中。其它反應(yīng)物和添加劑，如其它具有羥基或胺官能度的化合物也可以被包括在這種組分混合物之中。典型的，一種第二組分流包括含異氰酸酯的化合物。其它反應(yīng)物、溶劑、和添加劑也可以包括在這個組分流中。
[0050]在多個實(shí)施例中，這些流被混合并施加到高爾夫球上。這種涂料可以被直接施加到高爾夫球的外表面上。在一些實(shí)施例中，可使用一種底漆(primer)來改善在涂層和高爾夫球之間的粘著性。如在圖2中概要地顯示的，底漆層202是在高爾夫球表面203與外表面涂層105之間。任何制備高爾夫球的表面以施加聚氨酯軟質(zhì)外表面涂層的底漆都是合適的。技術(shù)人員認(rèn)識到，底漆的類型涉及高爾夫球的外覆蓋層的化學(xué)組成。例如，聚氨酯覆蓋可以有用地用一種聚氨酯分散體上底漆。合適的聚氨酯分散體是基于聚酯多元醇和在水中的異氰酸酯分散體，如Bayhydrom 10，這是一種脂肪族聚酯氨基甲酸酯樹脂在水/n-甲基-2-吡咯烷酮中的陰離子型分散體。類似地，離聚物覆蓋層可用類似的聚氨酯分散體上底漆。根據(jù)在此提供的指導(dǎo)，技術(shù)人員將能夠識別并選出合適的任選地底漆。
[0051]典型地，該軟質(zhì)表面涂層是一種薄涂層，即，在約4微米與約50微米之間。更典型地，該涂層厚度是在約10微米與約30微米之間。薄涂層提供了一個給出所尋求的特性及特征的并且是耐用的表面。一個更厚的涂層將易于降低高爾夫球的飛行性。盡管諸位發(fā)明人不希望被理論所限制，所認(rèn)為的是，一個更厚的涂層將降低凹坑(dimple)圖案的效能。
[0052]產(chǎn)生的涂層的實(shí)施例提供了低硬度的、或軟的表面。因此，球具有在短擊球時(shí)改善了的旋轉(zhuǎn)控制，如圍繞果嶺的擊球。高桿面傾角球桿，如挖起桿和高鐵桿，可以給予如此涂覆的高爾夫球(由于其軟質(zhì)表面)旋轉(zhuǎn)。然而，低桿面傾角球桿，如長擊桿和低鐵桿，將不會給予太多旋轉(zhuǎn)。盡管諸位發(fā)明人不希望被理論限制，所認(rèn)為的是，在低桿面傾角球桿與高桿面傾角之間不同的、高爾夫球/球桿相互作用性質(zhì)顯著造就這種在旋轉(zhuǎn)上的區(qū)別。因此，長擊性能(具體是通過高爾夫球在被用一個低桿面傾角球桿擊打時(shí)經(jīng)過的距離來評估)保持本質(zhì)上不受影響，因?yàn)樾D(zhuǎn)速率本質(zhì)上是與未涂覆的高爾夫球或具有常規(guī)較硬外涂層的高爾夫球的速度一樣的，但是使用高桿面傾角球桿的旋轉(zhuǎn)速率和控制被大大提高。
[0053]軟質(zhì)表面涂層的硬度可以通過任何已知用于這種類型的涂層的這類測量的方法來確定或測量。方便地使用兩種硬度測試儀，ASTM D3363和ASTM D2134，來在此測定涂層的硬度。
[0054]ASTM D3363是一種用于通過鉛筆來測定膜硬度的測試方法。這種測試方法涵蓋了一種依據(jù)已知硬度的繪圖鉛或鉛筆鉛對在基底上的有機(jī)涂層的膜硬度進(jìn)行快速、廉價(jià)的測定的程序。鉛筆硬度
[0055]測量已經(jīng)被涂料行業(yè)使用了許多年，用來確定純的(clear)或著色的有機(jī)涂料膜的硬度。這種測試方法也被用來確定這些涂層的固化，尤其是當(dāng)使用熱量進(jìn)行強(qiáng)制干燥時(shí)。
[0056]圖3展示了在ASTM D3363中描述的鉛筆硬度標(biāo)度300。本發(fā)明的實(shí)施例典型地生產(chǎn)出基于標(biāo)度300具有HB的鉛筆硬度的涂層。更硬的涂層不傾向于產(chǎn)生所尋求的特性及特征。更典型地，多個實(shí)施例具有B的鉛筆硬度，以及甚至更典型地，2B的硬度。出于比較，用于高爾夫球的許多涂層具有評級超過3H的鉛筆硬度。
[0057]用于測定軟質(zhì)表面涂層的硬度的另一種合適的方法是一種用于使用斯沃德型搖擺儀測定有機(jī)涂層的硬度的測試方法。這種測定方法描述在ASTM D2134中。這種測試方法涵蓋使用一種在涂料行業(yè)中廣泛使用的特定裝置確定有機(jī)涂層的表面硬度的相對等級。作為一種非破壞性的測試設(shè)備，沃德型硬度搖擺儀設(shè)備已經(jīng)被涂料工業(yè)廣泛使用超過半個世紀(jì)，用來測量有機(jī)涂層的固化和最終表面硬度。
[0058]斯沃德?lián)u擺硬度測試機(jī)是技術(shù)人員所熟知的。該測試儀被用來測定有機(jī)涂層的硬度并依賴以下原理:搖擺裝置的振動振幅在更柔軟的表面上減小的更迅速。典型地，這些結(jié)果是該測試件作為代表100百分比的平板玻璃標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行搖擺的數(shù)目的百分?jǐn)?shù)獲得的。
[0059]在此該軟質(zhì)表面涂層的實(shí)施例典型具有小于約40、更典型地小于約35的斯沃德?lián)u擺硬度測試值。更硬的涂層傾向于不產(chǎn)生所尋求的特性及特征。出于比較，許多用于高爾夫球的涂層具有至少40、更典型地至少45的斯沃德?lián)u擺硬度。
[0060]在其上具有聚氨酯軟質(zhì)表面涂層的實(shí)施例的高爾夫球具有高表面能和高摩擦系數(shù)。其他的高能表面涂層也可能提供軟質(zhì)外表面涂層的優(yōu)點(diǎn)。這類涂層具有的特性及特征與在此描述的聚氨酯軟質(zhì)外表面涂層的特性及特征相似，但是可能具有不同的組成。這類涂層通常以一種適合于通過噴涂來施加到高爾夫球的表面的形式出現(xiàn)。
[0061 ] 本發(fā)明的多個實(shí)施例是針對具有低表面能的軟質(zhì)表面涂層。盡管看起來這與降低涂層(該涂層旨在增強(qiáng)在高桿面傾角擊球時(shí)的旋轉(zhuǎn)速率)的表面能是矛盾的，諸位發(fā)明人發(fā)現(xiàn)典型具有大于約45°的桿面傾角的高桿面傾角球桿的面以足夠能量接觸高爾夫球表面使得低表面能對旋轉(zhuǎn)具有很小的影響。
[0062]因此，實(shí)施例將‘低能量’組合物并入軟質(zhì)表面涂層來降低該涂層的表面能。該低能量組合物降低了摩擦系數(shù)。具有低表面能的本發(fā)明的實(shí)施例將具不僅具有低硬度，而且具有低表面能、和低摩擦系數(shù)。通過降低高爾夫球在溜槽、管、或其他設(shè)備中粘貼在一起的傾向來降低摩擦系數(shù)使得生產(chǎn)過程中的處理更容易。較低的摩擦系數(shù)增加了由球員對高爾夫球進(jìn)行處理的容易性，諸如將高爾夫球放到一個口袋中，并且之后取回該高爾夫球。而且，低能量表面還趨向降低污垢粘附到球上的趨勢。
[0063]低能量組合物包括官能化的硅酮、和硅氧烷聚合物、以及氟聚合物化合物。硅酮、和硅氧烷聚合物包括但不限于聚二甲基硅氧烷，聚甲基苯基硅氧烷、聚乙基苯基硅氧烷、聚甲基環(huán)己基硅氧烷、聚甲基丁基硅氧烷、聚甲基乙基硅氧烷、聚丁基苯基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚甲基己基硅氧烷、以及擬基封端的硅氧烷。典型使用聚二甲基硅氧烷(PDS)。一種實(shí)例性的氟聚合物化合物是聚四氟乙烯(PTFE)。
[0064]如果低能量組合物不能與聚氨酯形成的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)，則典型地將該組合物官能化以使能夠?qū)⒃摻M合物并入該聚氨酯軟質(zhì)表面涂層中。
[0065]典型地，官能化提供了用于使經(jīng)官能化的組合物與聚氨酯形成的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)并且變成聚氨酯聚合物結(jié)構(gòu)的一部分的機(jī)會。這一反應(yīng)將降低低能量組合物從涂料中分離出的趨勢。
[0066]因此，將低能量組合物官能化來與聚氨酯反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)以形成一種涂層。典型地，官能化部分因此是羥基或胺部分，這兩種部分都與異氰酸酯的NCO部分發(fā)生反應(yīng)。技術(shù)人員認(rèn)識到，通過與聚酯多元醇反應(yīng)，可將羥基部分結(jié)合硅酮或硅氧烷中。根據(jù)在此提供的指導(dǎo)，技術(shù)人員將能夠識別并選擇合適的官能化的化合物。
[0067]表面能以接觸角Θ反映出，該角度是液體/蒸汽界面遇到固體/液體界面時(shí)的角度。圖4中展示了這個角401，圖4是對楊氏方程的圖解說明。如在圖4中可看到的，在蒸汽404的存在下，將液體402的液滴放置在固體403上。如在圖4中可看到的，在固體表面403上的液體402的液滴形成了被截短的球體，該球體的表面與該固體形成一個角度Θ。對于給定的液體，固體403的表面能越大，Θ將越小。
[0068]楊氏方程涉及在三(固體、液體、和氣體)相中的表面張力。楊氏方程如下:
[0069]y SV= Y si+ ylv COS Θ
[0070]其中Θ是一個角度，在這個角度液體/蒸汽界面遇到固體/液體界面；
[0071]Y sv是固體/蒸汽表面張力；
[0072]Y Si是固體/ 液體表面張力；以及
[0073]Y I V是液體/蒸汽表面張力。
[0074]接觸角(Θ )典型是使用一種。測角儀測量的，該測角儀提供了一種用于測量在表面上的液體的接觸角的手段。所采用的液體典型是去離子水。當(dāng)在軟質(zhì)表面涂層中存在低能組合物時(shí)，該軟質(zhì)表面涂層包含在此的實(shí)施例的羥基官能的硅酮，聚氨酯軟質(zhì)表面涂層的實(shí)施例典型具有小于約40達(dá)因/cm的表面能。
[0075]實(shí)例
[0076]以下實(shí)例將說明而非限制本發(fā)明的主題，本發(fā)明的主題僅由所附的權(quán)利要求限制。
[0077]實(shí)例I
[0078]根據(jù)一種典型涂覆操作，將如下包含多元醇、溶劑、和催化劑的組分A，以及包含異氰酸酯的組分B混合并施加到高爾夫球的表面上:
【權(quán)利要求】
1.一種包括軟質(zhì)外表面涂層的高爾夫球，該軟質(zhì)外表面涂層基于ASTM D3363標(biāo)度具有小于約HB的硬度。
2.一種包括軟質(zhì)外表面涂層的高爾夫球，該軟質(zhì)外表面涂層基于ASTM D2134標(biāo)度具有小于約40的硬度。
3.如權(quán)利要求1所述的高爾夫球，其中該軟質(zhì)外表面涂層包含一種選自下組的組合物，該組由以下各項(xiàng)組成:聚氨酯、聚脲、以及它們的共混物。
4.如權(quán)利要求2所述的高爾夫球，其中該軟質(zhì)外表面涂層包含一種選自下組的組合物，該組由以下各項(xiàng)組成:聚氨酯、聚脲、以及它們的共混物。
5.如權(quán)利要求3所述的高爾夫球，其中該軟質(zhì)外表面涂層進(jìn)一步包含一種羥基官能的娃酮材料。
6.如權(quán)利要求4所述的高爾夫球，其中該軟質(zhì)外表面涂層進(jìn)一步包含一種羥基官能的娃酮材料。
7.如權(quán)利要求3所述的高爾夫球，其中該軟質(zhì)外表面涂層進(jìn)一步包含一種羥基官能的氟材料。
8.如權(quán)利要求4所述的高爾夫球，其中該軟質(zhì)外表面涂層進(jìn)一步包含一種羥基官能的氟材料。
9.一種用于制造具有外表面層的高爾夫球的方法，該方法包括用一種軟質(zhì)外表面涂層涂覆該外表面層 ，該軟質(zhì)外表面涂層基于ASTM D3363標(biāo)度具有小于約HB的硬度。
10.一種用于制造具有外表面層的高爾夫球的方法，該方法包括用一種軟質(zhì)外表面涂層涂覆該外表面層，該軟質(zhì)外表面涂層基于ASTM D2134標(biāo)度具有小于約40的硬度。
11.一種包含軟質(zhì)外表面涂層的高爾夫球，其中與未涂覆的高爾夫球的性能相比，該高爾夫球在短擊球中展現(xiàn)出高的旋轉(zhuǎn)速率而沒有本質(zhì)上降低在長擊桿擊球方面的性能。
12.如權(quán)利要求11所述的高爾夫球，其中該軟質(zhì)外表面涂層包含一種選自下組的組合物，該組由以下各項(xiàng)組成:聚氨酯、聚脲、以及它們的共混物。
13.如權(quán)利要求12所述的高爾夫球，其中該軟質(zhì)外表面涂層進(jìn)一步包含一種羥基官能的硅酮材料。
14.如權(quán)利要求12所述的高爾夫球，其中該軟質(zhì)外表面涂層進(jìn)一步包含一種羥基官能的氟材料。
【文檔編號】A63B37/00GK103906551SQ201280041147
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月24日
【發(fā)明者】托馬斯·J·肯尼迪, 石井秀幸, 市川八州史, 阿瑟·莫利納里, 尼古拉斯·揚(yáng)茨, 布拉德雷·C·塔特馬克 申請人:耐克國際有限公司