具有可見光固化涂層的高爾夫球及方法
【專利說明】具有可見光固化涂層的高爾夫球及方法
【背景技術(shù)】
[0001] 本發(fā)明總體上涉及用于高爾夫球或其他制品的透明涂料，以及涉及用于制備這樣 的涂料的方法。
[0002] 可經(jīng)紫外光（"UV"）固化的涂料已經(jīng)用于在多種制品上形成熱固性面漆。典型的 UV-可固化涂料包括丙烯酸酯官能樹脂或甲基丙烯酸酯官能樹脂、低聚物和單體、以及在光 的紫外區(qū)域內(nèi)吸收的光引發(fā)劑成分。用UV光固化是不那么令人滿意的方法，因?yàn)楫a(chǎn)生紫外 輻射的燈泡成本高，并且其操作是能量密集的。此外，該方法通常產(chǎn)生臭氧，其存在潛在的 監(jiān)管問題，并且UV輻射本身可能存在安全問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本部分提供了一般概述，但未必是本發(fā)明的全部公開內(nèi)容及其全部特征。
[0004] 用包含自由基可固化材料和光引發(fā)劑的透明涂料涂覆比賽用球如高爾夫球或其 他運(yùn)動(dòng)設(shè)備制品，所述光引發(fā)劑吸收電磁光譜的可見光區(qū)域內(nèi)的光以產(chǎn)生自由基，然后通 過暴露于被光引發(fā)劑吸收的波長的可見光來固化施用的涂料層。自由基可固化材料是通過 自由基引發(fā)固化（通過材料加成聚合）的材料。
[0005] 在一個(gè)實(shí)施方案中，吸收可見光區(qū)域內(nèi)的光的光引發(fā)劑是這樣的光引發(fā)劑，其在 固化膜中幾乎沒有顏色或沒有顏色，或者其氧化至無色或與涂料固化工序之前或期間的狀 態(tài)相比顏色不那么強(qiáng)烈的氧化態(tài)。在另一實(shí)施方案中，用來自LED(發(fā)光二極管）的可見光 輻射固化涂料。在又一實(shí)施方案中，用選自包含可奪取的氫的II型光引發(fā)劑和I型光引發(fā) 劑化合物的光引發(fā)劑，特別是在固化涂料中為淺色的那些光引發(fā)劑，來固化涂料。在再一實(shí) 施方案中，用包含可奪取的氫的涂料自由基可固化材料和II型光引發(fā)劑化合物來固化涂 料。在特定的實(shí)施方案中，這些具有II型光引發(fā)劑的涂料不含胺化合物。
[0006] 進(jìn)一步公開的是用于以下的方法和所得制品：首先通過用油墨在比賽用球如高爾 夫球或其他運(yùn)動(dòng)設(shè)備制品上印刷標(biāo)記，所述油墨使用在電磁光譜的可見光區(qū)域內(nèi)吸收的光 引發(fā)劑固化，然后在至少印刷標(biāo)記上的區(qū)域用如上所述的透明的可見光可固化涂料涂覆所 述比賽用球或其他運(yùn)動(dòng)設(shè)備制品。通過將涂料暴露于被涂料的光引發(fā)劑吸收以產(chǎn)生自由基 的波長下的可見光來固化涂料。可通過任何適當(dāng)?shù)挠∷⒎椒ㄊ┯糜湍?，例如通過轉(zhuǎn)移印刷。 油墨包含可與涂料的自由基可固化材料相同或不同的自由基可固化材料；可與涂料的光引 發(fā)劑相同或不同的光引發(fā)劑；以及著色劑。在用透明涂料涂覆高爾夫球之前，通過將油墨暴 露于被油墨中光引發(fā)劑吸收的波長的強(qiáng)可見光來至少部分地固化油墨。優(yōu)選地，光引發(fā)劑 在涂料固化之后被氧化至淺色或無色的氧化態(tài)。
[0007] 在一個(gè)實(shí)施方案中，油墨和涂料包含相同的用于固化施用的涂料層的光引發(fā)劑， 使得當(dāng)通過暴露于被光引發(fā)劑吸收以產(chǎn)生自由基的波長的可見光來固化涂料時(shí)，所述油墨 進(jìn)一步固化，其中所述自由基引發(fā)涂料中自由基可固化材料的聚合。在另一實(shí)施方案中，油 墨包含不同于涂料中引發(fā)劑的引發(fā)劑，但其吸收用于固化涂料的光源發(fā)出的可見光波長的 可見光，使得在固化涂料時(shí)，油墨進(jìn)一步固化。在再一實(shí)施方案中，油墨包含不同于涂料中 引發(fā)劑的引發(fā)劑，并且在固化涂料期間使用兩種光源，一光源發(fā)出被涂料的光引發(fā)劑吸收 以產(chǎn)生自由基并且固化涂料的波長的可見光，第二光源發(fā)出被油墨的光引發(fā)劑吸收以產(chǎn)生 自由基并且進(jìn)一步固化油墨的波長的可見光。在每種情況下，涂料光引發(fā)劑可在涂料固化 之后被氧化至淺色或無色的氧化態(tài)。
[0008] 用可見光固化涂料涂覆高爾夫球提供了優(yōu)于其他涂料的若干優(yōu)點(diǎn)。與熱固化涂料 相比，可見光固化的涂料固化更快速且消耗更少的能量且通常沒有受管制的排放物。與用 UV光固化的涂料相比，可見光固化的涂料不產(chǎn)生必須從工作場所除去的臭氧和明顯的熱 量。此外，UV光本身是強(qiáng)烈的并且在工作場所受到管制，包括防護(hù)罩以確保不會(huì)引起傷害。 另外，必要的是定期通過使校準(zhǔn)檢查裝置穿過UV輻射來檢查UV輻射的強(qiáng)度和波長，因此打 擾生產(chǎn)。隨著UV燈的老化，必須調(diào)整固化工序以改變燈的強(qiáng)度和波長。UV燈泡經(jīng)常需要更 換。相比之下，產(chǎn)生自二極管的可見光幾乎不需要校準(zhǔn)，不產(chǎn)生那么多熱量，并且不產(chǎn)生臭 氧。加之，二極管具有長的使用壽命。
[0009] "標(biāo)記"是指印刷的數(shù)字、標(biāo)志、設(shè)計(jì)、圖像、字符、文本、圖形、圖案，或這些的任意 組合，其可以是單色的、多色的、黑的和白的，或全彩的。將"（甲基）丙烯酸"用作"甲基丙 烯酸或丙烯酸"的簡寫，相應(yīng)地，將"（甲基）丙烯酸酯"用作"甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯"的 簡寫，將"（甲基）丙烯酸化的"用作"甲基丙烯酸化的或丙烯酸化的"的簡寫，并且將"聚 (甲基）丙烯酸酯"用作"聚甲基丙烯酸酯或聚丙烯酸酯"的簡寫。
[0010] 用于測(cè)定涂料粘度的方法可根據(jù)使用的施用方法的類型選擇。一種這樣的用于測(cè) 定通過噴涂施用的涂料粘度的方法是根據(jù)使用Zahn#2杯的ASTM D4212。
[0011] 未用數(shù)量詞限定（"&"、"&11"、"也 6"）、"所述"（"也6"）、"至少一個(gè)/種"和"一 個(gè)或更多個(gè)/種"可互換使用，是指存在至少一個(gè)項(xiàng)目，也可以存在多個(gè)這樣的項(xiàng)目，除非 上下文明確地另有說明。本說明書（包括權(quán)利要求）中參數(shù)（例如，數(shù)量或條件）的所有 數(shù)值應(yīng)理解為在所有情況下均被術(shù)語"約"修飾，而不論"約"實(shí)際上是否在數(shù)值之前出現(xiàn)。 "約"是指允許所指出的數(shù)值有些許不精確（一定程度上近似于數(shù)值中的精確度；近似地或 合理地接近數(shù)值；幾乎）。如果由"約"提供的不精確性不能用本領(lǐng)域中的普通意義理解，則 本文使用的"約"是指至少可由普通測(cè)量方法和使用這些參數(shù)產(chǎn)生的變化。另外，范圍的公 開應(yīng)理解為具體公開了該范圍內(nèi)的所有值和進(jìn)一步細(xì)分的范圍。范圍內(nèi)的每個(gè)值和范圍的 端點(diǎn)在此全部公開作為單獨(dú)的實(shí)施方案。本說明書中使用的術(shù)語"或"包括一個(gè)或多個(gè)所 列項(xiàng)的任何組合和所有組合。
【附圖說明】
【附圖說明】 [0012] 了所公開技術(shù)的一些方面。圖中的組件不一定要按比例繪制，重點(diǎn)放在 對(duì)發(fā)明原理的說明。相同的附圖文字在不同視圖中指代相應(yīng)部件。
[0013] 圖1示出了根據(jù)所公開實(shí)施方案的在用可見光固化的油墨標(biāo)記上具有透明表面 涂層的高爾夫球的剖視圖；
[0014] 圖2是根據(jù)所公開實(shí)施方案的在用可見光固化的油墨標(biāo)記上具有透明表面涂層 的高爾夫球的表面圖；
[0015] 圖3是根據(jù)所公開技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案的第一處理部分的示意圖；以及
[0016] 圖4是根據(jù)所公開技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案的第二處理部分的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下將更詳細(xì)地描述示例性的、非限制性的實(shí)施方案。
[0018] 用包含自由基可固化材料和光引發(fā)劑的透明涂料涂覆比賽用球如高爾夫或其他 運(yùn)動(dòng)設(shè)備制品，所述光引發(fā)劑吸收電磁光譜的可見光區(qū)域的光以產(chǎn)生自由基。光引發(fā)化合 物也可吸收紫外波長的光，但是用一種或更多種可見光波長的輻射固化涂料?？蓛?yōu)選地配 制涂料以具有良好的抗沖擊性、粘附性和耐久性，使其適用于惡劣條件下的項(xiàng)目，如在游戲 期間受到反復(fù)沖擊的比賽用球和其他運(yùn)動(dòng)設(shè)備制品。在多個(gè)實(shí)施方案中，將涂料施用于比 賽用球上，特別是高爾夫球上，并且用一種或更多種可見光波長的輻射固化，如從約400nm 至約690nm區(qū)域內(nèi)的一種或更多種波長。
[0019] 涂料組合物的自由基可固化材料通常包括具有多種自由基可固化基團(tuán)的樹脂。所 使用的術(shù)語"樹脂"包括聚合物和低聚物。合適的自由基可固化基團(tuán)包括多種烯鍵式不飽 和基團(tuán)，例如（甲基）丙烯酸酯基、乙基丙烯酸酯基、巴豆酸酯基、乙烯基醚基、乙烯基酯基 和烯丙基如烯丙基醚基和烯丙基酯基。合適的樹脂的非限制性實(shí)例包括（甲基）丙烯酸酯 官能化丙烯酸或乙烯共聚物、聚醚（甲基）丙烯酸酯、環(huán)氧（甲基）丙烯酸酯、氨酯（甲基） 丙烯酸酯、彈性體的（甲基）丙烯酸酯（如（甲基）丙烯酸酯化的聚酯和聚醚基聚氨酯）、 不飽和聚酯（包括（甲基）丙烯酸酯化的聚酯和以不飽和單體（如順丁烯二酸酐或反丁二 烯酸）制備的聚醚）、樹枝狀（甲基）丙烯酸酯，以及這些（甲基）丙烯酸酯樹脂對(duì)應(yīng)的乙 烯基醚和乙烯基酯。
[0020] 具有多種自由基可固化基團(tuán)的合適樹脂的實(shí)例包括聚（甲基）丙烯酸酯和烯丙基 酯如（甲基）丙烯酸酯化的羧基或羥基官能聚酯、羥基或異氰酸酯官能聚氨酯、特別地聚 酯-聚氨酯、聚醚-聚氨酯和聚碳酸酯-聚氨酯，以及羧基官能乙烯基共聚物、環(huán)氧官能乙 烯基共聚物、羥基官能乙烯基共聚物或異氰酸酯官能乙烯基共聚物，特別地丙烯酸共聚物， 還有這些羧基官能樹脂或環(huán)氧官能樹脂的烯丙基酯。
[0021] 合適的聚酯可通過多元酸化合物和多元醇化合物的縮聚反應(yīng)制備。優(yōu)選地，多元 酸化合物和多元醇化合物是雙官能的，即，二酸化合物和二醇用于制備線形聚酯二醇，但是 可包括少量的單官能、三官能或更高官能度的材料以提供輕度支化的聚酯。多元酸可用作 其酸酐或可酯化的酯（特別是甲酯）衍生物。合適的二羧酸反應(yīng)物包括，但不限于，戊二 酸、琥珀酸、丙二酸、草酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、六氫鄰苯二甲酸、己二酸、 馬來酸、其酸酐、其甲酯及其組合。合適的二醇包括，但不限于，乙二醇、二甘醇、三甘醇、四 甘醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、環(huán)己烷二甲醇、2-乙基1，6-己二醇、1，4- 丁 二醇、1，5-戊二醇、1，3-丙二醇、丁二醇、新戊二醇及其組合。如所提及，有時(shí)可包括少量的 三醇或更高官能度的多元醇，如三羥甲基丙烷季戊四醇?？墒褂玫湫偷挠糜邗セ酆系拇?化劑，如質(zhì)子酸、路易斯酸、鈦醇鹽和二烷基氧化物。當(dāng)量過量的多元酸化合物生成羧基官 能聚酯，而當(dāng)量過量的多元醇化合物生成羥基官能聚酯。
[0022] 可用烯鍵式不飽和物通過二異氰酸酯和烯鍵式不飽和醇（如羥烷基（甲基）丙 烯酸酯）的反應(yīng)提供羥基官能聚酯。非限制性的，可用的二異氰酸酯的合適實(shí)例包括異佛 爾酮二異氰酸酯、四甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、三甲基二異氰酸酯、4, 4' -二異 氰酸二環(huán)己基、4, 4'