硬芯高尔夫球及其制备方法技术

提供了一种具有呈现出400MPa至200GPa的刚度的球形芯的高尔夫球。通过调节构造材料和材料的比例可以控制球形芯的刚度。这导致了合法用于比赛且发球距离能够基本等于目前可用的那些高性能高尔夫球的发球距离的高尔夫球，而且提供了在比赛过程中具有更少左旋球和右偏球的高尔夫球。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2013年10月20日提交且指定美国申请号为61/893,268的临时专利申请的优先权，其公开通过引用并入本文。
本公开涉及一种具有改善的比赛特性的高尔夫球，特别是具有硬芯的高尔夫球。
技术介绍
在美国出售的大多数高尔夫球列于美国高尔夫球协会(USGA)的符合列表上。USGA已经确定了多种规格且高尔夫球的重量、大小、初速度、总距离(射程和滚动)和球面对称性必须满足与这些规格相关的特定的测试标准。为了被USGA接受，高尔夫球重量不得超过1.620盎司，必须具有1.680英寸的最小直径，当在标准USGA球试验机上测量时必须具有每秒250英尺(加上最多2％的公差)的最大初始球速度，且当通过USGA总距离测试程序测量时必须具有最大317码(加上最大3码的公差)的总距离。此外，不能对球进行设计、加工、或故意修改以具有不同于球面对称的球的性质。当从不同角度打击球时，USGA通过检查总距离测试数据(距离变化和飞行时间变化)的统计偏差来测试对称性。通常高尔夫球为“缠绕型”或“模塑型”。由于模塑高尔夫球生产更便宜，目前出售的几乎所有的高尔夫球为模塑的。由于它们的价格，现今出售的大多数高尔夫球为具有聚丁二烯芯的双层聚合物球。制备这种类型的球的方法包含将聚丁二烯压缩成型为不同直径的实芯，然后在该芯上注射成型包覆层。模具中包含凹坑(dimple，或称为微坑、微凹、小凹或浅凹)，因此第二步的注射成型制造了基本完成的高尔夫，通常进行清洁和涂装以完成该球。新高尔夫球的大多数开发是基于该具有聚丁二烯实芯的双层结构，但在该芯和最外面的包覆层之间增加各种层。可以增加介于两层和六层之间的包覆层。一些球采用注射成型的芯或覆盖层(在芯和包覆层之间)，但是大多数即使最畅销的球采用压缩成型的聚丁二烯芯。大多数市售可得的高尔夫球是由非金属橡胶和塑料(如弹性体、离聚物、聚氨酯、聚异
戊二烯、尼龙和其它类似的材料)制成的。然而，最近几年，市场上出现了具有空心金属芯的高尔夫球。该设计利用了金属芯的高刚度(当与典型的高尔夫球材料的刚度相比时)的优势以制造同时具有高准确度(更少左旋球和右偏球)的特性以及改善的投掷特性的高尔夫球。相比于上述更加典型的模塑球，这些类型的高尔夫球仍然具有一些缺点，包含粗硬手感和距离的小损失。在高尔夫球的部分简单地使用金属不足以显著提高高尔夫球的刚度。这样的设计具有几个缺点，包含当用球杆击打时，空心金属球设计不够耐用以抵挡冲击力。这能够导致永久变形。其它最近的开发没有提供刚度显著更高的核心。因此，存在对具有高刚度的芯，不呈现出现有高尔夫球的缺点的高尔夫球的持续且未得到满足的需要。
技术实现思路
提供了一种具有高刚度的球形芯，耐用并能够维持结构完整和对称性，且具有良好的手感、回弹和飞行轨迹的高尔夫球。该高尔夫球包含球形芯和环绕该球形芯的包含例如当受到高尔夫球杆压缩时可以承受力的耐用的共混聚合物的一个或多个外层。球形芯是实心的且可以为聚合物基复合材料、金属基复合材料、或者纳米结构材料。在一个示例中，球形芯为组分的共混物，其中组分之一为可注射成型的聚合物、可压缩成型的聚合物或弹性体，或二者的组合。球形芯还可以包含高模量的材料，如石墨烯、碳化硅、氮化硅或另一种无机材料或化合物。环绕球体的外层可以为可注射成型的聚合物、可压缩成型的聚合物、或包括至少两种组分的共混物的共混聚合物。一方面，高尔夫球包括包覆层和球形芯。包覆层具有外表面和内表面，外表面具有凹坑，内表面与外表面相对且限定出空腔。空腔中的球形芯包括聚合物基复合材料且具有400MPa至200GPa的刚度。聚合物基复合材料包括有机或无机增强相。增强相可以为氮化硅、碳化硅、二硼化钛、碳化钛、氧化铝、氧化锆、碳化硼、碳纤维、碳纳米管或石墨烯。增强相为球形芯重量的5％至80％。聚合物基复合材料包括聚合物，聚合物例如为尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。聚合物基复合材料还可以包含弹性体。在球形芯和包覆层之间可能存在至少一个附加层。球形芯具有从110至200的ATTI硬度(compression)和大于0.7的恢复系数。另一方面，高尔夫球包括包覆层和球形芯。包覆层具有外表面和内表面，外表面具有凹坑，内表面与外表面相对且限定出空腔。空腔中的球形芯包括金属基复合材料且具有400MPa至200GPa的刚度。金属基复合材料包括金属和增强相。金属可以为铁、镁、钛、铝、钴、钼、钨、镍或其合金。增强相可以为氮化硅、碳化硅、二硼化钛、碳化钛、氧化铝、氧化锆、碳化硼、碳纤维、碳纳米管或石墨烯。增强相为球形芯重量的5％至80％。在球形芯和包覆层之间可能存在至少一个附加层。球形芯具有从110至200的ATTI硬度和大于0.7的恢复系数。另一方面，高尔夫球包括包覆层和球形芯。包覆层具有外表面和内表面，外表面具有凹坑，内表面与外表面相对且限定出空腔。空腔中的球形芯包括纳米结构材料且具有400MPa至200GPa的刚度。纳米结构材料包含碳钢、不锈钢或钛且具有小于1μm的粒度。纳米结构材料还可以包含纳米级的增强相。在球形芯和包覆层之间可能存在至少一个附加层。球形芯具有从110至200的ATTI硬度和大于0.7的恢复系数。另一方面，提供了一种制备高尔夫球的方法。采用多螺杆挤出机将陶瓷纤维在聚合物中进行用于控制球形芯的刚度以使刚度为400MPa至200GPa的限定时间量的共混。附图说明为了进一步理解本公开的性质和目的，应当结合附图参考以下详细描述，其中：图1为包含三个元素：由高刚度的球体组成的最里面的芯、中间覆盖层和包覆层的高尔夫球的局部截面透视图；图2为包含三个元素：由高刚度的球体组成的最里面的芯、中间覆盖层和包覆层的三层高尔夫球的截面图；图3为包含两个元素：由高刚度的球体组成的最里面的芯和包覆层的双层高尔夫球的截面图；和图4为包含四个元素：由高刚度的球体组成的最里面的芯、内部覆盖层、外部覆盖层和包覆层的四层高尔夫球的截面图。具体实施方式尽管就某些实施例对所要求保护的主题进行描述，但是其它实施例，包含没有提供本文所阐述的全部益处和特征的实施例，也在本公开的范围内。在不脱离本公开的精神或范围的
情况下可以做出多种结构、逻辑和方法步骤的改变。因此，本公开的范围仅通过参考所附权利要求来限定。本文所公开的为用于刚度为400MPa至200GPa的高尔夫球的球形芯。具有该高刚度球形芯的高尔夫球提供了更好的比赛特性。较高刚度的芯影响旋转速率(诸如回旋、侧旋、来复旋(rifle spin))、水平和垂直发射角、以及发射速度。芯的刚度可能归因于用于构造球体的材料的性质(诸如硬度、弹性模量和韧性等)。芯的刚度还可能归因于材料是否为金属、陶瓷、聚合物、弹性体、或这些材料中的两种或更多种与其它材料的复合材料。球体的表面性质和整体尺寸和形状(如惯性矩、截面模量)等是影响芯的刚度的其它因素。另外，环绕球形芯的聚合物或其它材料的性质影响比赛性能。本文所公开的高尔夫球包括具有凹坑图案的外包覆层和球形芯，该球形芯的刚度为现今市场上多数高尔夫球中发现的典型的聚丁二烯芯的刚度的至少约2倍或至少约5倍。本文所公开的高尔夫球的刚度可能小于现今市场上的空心金属芯的刚度。ATTI硬度测试可以用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高尔夫球，包括：包覆层，所述包覆层具有限定出多个凹坑的外表面和与所述外表面相对且限定出空腔的内表面；和设置在所述空腔内的球形芯，其中所述球形芯包括聚合物基复合材料且具有400MPa至200GPa的刚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.20 US 61/893,2681.一种高尔夫球，包括：包覆层，所述包覆层具有限定出多个凹坑的外表面和与所述外表面相对且限定出空腔的内表面；和设置在所述空腔内的球形芯，其中所述球形芯包括聚合物基复合材料且具有400MPa至200GPa的刚度。2.根据权利要求1所述的高尔夫球，其中所述聚合物基复合材料包括有机或无机增强相。3.根据权利要求2所述的高尔夫球，其中所述增强相包括选自由氮化硅、碳化硅、二硼化钛、碳化钛、氧化铝、氧化锆和碳化硼组成的组的陶瓷。4.根据权利要求2所述的高尔夫球，其中所述增强相包括选自由碳纤维、碳纳米管和石墨烯组成的组的材料。5.根据权利要求2所述的高尔夫球，其中所述增强相为所述球形芯重量的5％至80％。6.根据权利要求1所述的高尔夫球，其中所述聚合物基复合材料包括选自由尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)组成的组的聚合物。7.根据权利要求1所述的高尔夫球，其中所述聚合物基复合材料包括选自由乙烯(甲基)丙烯酸离聚物、聚醚嵌段酰胺、氨基甲酸酯、聚氨酯和聚丁二烯组成的组的聚合物，且其中所述聚合物基复合材料还包括含有碳化硅的增强相，其中所述碳化硅为5重量％至80重量％。8.根据权利要求1所述的高尔夫球，其中所述聚合物基复合材料包括聚丁二烯和石墨烯，其中所述石墨烯包括1重量％至20重量％。9.根据权利要求1所述的高尔夫球，其中所述聚合物基复合材料包括聚合物树脂和装载量为30重量％的碳化硅晶须。10.根据权利要求1所述的高尔夫球，其中所述聚合物基复合材料包括聚醚嵌段酰胺和40重量％的氮化硅纤维。11.根据权利要求1所述的高尔夫球，其中所述聚合物基复合材料包括乙烯(甲基)丙烯酸离聚物和氮化硅，其中所述氮化硅为10重量％至80重量％。12.根据权利要求1所述的高尔夫球，其中所述聚合物基复合材料包括弹性体。13.根据权利要求1所述的高尔夫球，其中所述球形芯具有从110至200的ATTI硬度。14.根据权利要求1所述的高尔夫球，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：道格拉斯·P·杜菲斯，凯斯·A·布莱克利，
申请(专利权)人：昂康高尔夫技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US