DE69314236T2

DE69314236T2 - Golfball mit verbesserter Hülle

Info

Publication number: DE69314236T2
Application number: DE69314236T
Authority: DE
Inventors: James R Proudfit
Original assignee: Wilson Sporting Goods Co
Current assignee: Wilson Sporting Goods Co
Priority date: 1992-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1998-10-29
Anticipated expiration: 2013-06-30
Also published as: KR940005297A; US5314187A; ZA934642B; EP0577058A1; AU658750B2; JP2634554B2; EP0577058B1; TW275588B; DE69314236D1; NZ248023A; JPH06218078A; CA2099345A1; AU4157693A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Golfball, bestehend aus einem Kern und einer Umhüllung, wobei die Umhüllung eine Innenschicht aus einem über den Kern formgepreßten, relativ harten Ionomer-Harz und eine Aussenschicht aus einem über die Innenschicht formgepreßten, relativ weichen Material umfaßt. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Golfballes, insbesondere des oben genannten Golfballes.
In GB 2 105 595 A wird ein solcher Golfball mit einer aus zwei Schichten bestehenden Umhüllung beschrieben. Die Innenschicht besteht aus einem harten Ionomer-Harz mit einem hohen Biegemodul und die Aussenschicht aus einem weichen Ionomer-Harz mit niedrigem Biegemodul.
Die zur Zeit erhältlichen Golfbälle werden in zwei allgemeine Gruppen unterteilt: Bälle mit einer Balata-Umhüllung und Bälle mit einer dauerhafteren, schnittresistenten Umhüllung. Balata- Umhüllungen werden aus natürlicher Balata, synthetischer Balata oder aus einer Mischung aus natürlicher und synthetischer Balata hergestellt. Naturkautschuk oder andere Elastomere können ebenfalls darin enthalten sein. Bei der synthetischen Balata handelt es sich um Trans-Polyisopren, das von der Kuraray Isoprene Company Ltd. im allgemeinen unter der Bezeichnung TP-301 vertrieben wird.
Für die meisten schnittresistenten Umhüllungen werden Surlyn- Ionomere verwendet. Hierbei handelt es sich um Ionen-Gopolymere, die bei der E.I. du Pont de Nemours & Co. erhältlich sind. Surlyn-Ionomere sind Copolymere von Olefin, normalerweise Ehtylen, und einer in bezug auf den Ethylengehalt ungesättigten Alpha- Beta-Carbonsäure, wie beispielsweise Methacrylsäure Die Neutralisation von Säuregruppen erfolgt mit Hilfe von Metallionen, wie beispielsweise Natrium, Zink, Lithium und Magnesium. In US-A-3 264 272 werden die Verfahren zur Herstellung von Ionen- Copolymeren beschrieben. Ionen-Copolymere, die gemäß US-A-3 264 272 hergestellt wurden, können ein Biegemodul von ungefähr 965,25 bis 6844,65 bar (ungefähr 14000 bis ungefähr 100000 psi) besitzen, wobei die Messung nach dem ASTM-Verfahren D-790 durchgeführt wurde. In US-A-4 690 981 werden Ionen-Copolymere beschrieben, die ein Weichmacher-Comonomer enthalten. Ionen- Copolymere, die gemäß US-A 4 690 981 hergestellt wurden, gelten als "weiche" Ionen-Copolymere und besitzen eine Biegemodul von ungefähr 2800 bis ungefähr 8500 psi.
Weitere schnittresistente Werkstoffe, die als Golfball- Umhüllungen eingesetzt werden können, sind Ionen-Copolymere, die von Exxon unter der Bezeichnung Iotek vertrieben werden. Diese ähneln den Surlyn-Ionen-Copolymere, anstelle von Methacrylsäure wird jedoch Acrylsäure verwendet.
Zahlreiche Golfspieler, vor allem professionelle Golfer und Spieler mit niedrigem Handicap, bevorzugen Bälle mit Balata- Umhüllung, da die Balata eine höhere Spingeschwindigkeit gewährleistet. Darüber hinaus lassen sich diese Bälle besser kontrollieren und garantieren einen verbesserten "Feel" und "dick". Der "Feel" ist das Gefühl, das ein Golfspieler beim Schlagen des Balls insgesamt empfindet. Der "Click" ist das Geräusch, das entsteht, wenn das Eisen den Ball trifft. Bälle mit Balata- Umhüllung sind jedoch teurer und besitzen einen geringeren Schnittwiderstand als Bälle mit Surlyn-Umhüllung.
Bei der Herstellung der herkömmlichen, mit Balata umhüllten und aus drei Schichten bestehenden Golfbälle wird ein federnder, gegen geringe Wärme resistenter, elastischer Faden um ein Mittelstück aus Weichgummi oder flüssigem Kautschuk gewickelt. Dieses muß zunächst tiefgefroren werden, damit der Gummifaden aufgewikkelt werden kann. Über die Wicklungen wird dann eine herkömmlihce, weiche Balata-Umhüllung aufgebracht. Die Balata wird auf gewöhnliche Weise vulkanisiert bzw. vernetzt, wobei Schwefel als Vernetzer bzw. Vulkanisator eingesetzt wird.
Dieses Verfahren ist sehr teuer und erfordert zahlreiche zusätzliche Produktionsschritte, längere Vulkanisierzeiten in stark geheizten Räumen und besondere Umgebungsbedingungen zur vollständigen Ausbildung des Schwefel-Vernetzungssystems. Die Verfahren führen außerdem zu einer geringeren Vernetzungsfestigkeit und begrenzen die Möglichkeit, geeignete Produktionsprozesse anzuwenden, bei denen die einzelnen Schritte möglichst unmittelbar aufeinander folgen. Darüber hinaus ist es nur in eingeschränktem Maße möglich, normale Stückzahlen vorrätig zu halten. Ein weiterer Nachteil ist die Begrenzung des Zeitrahmens nach der Endbearbeitung der Bälle für die abschließende Vernetzung der Umhüllung, bei der sich die endgültigen physikalischen Eigenschaften der Umhüllung und des Balls entwickeln.
Außerdem ist die Ausbeute an Bällen mit Balata-Umhüllung, die den ästhetischen Ansprüchen genügen, bei Anwendung der herkömmlichen Produktionsverfahren relativ gering, da die Oberfläche der Umhüllung durch die zusätzlichen Verarbeitungsschritte, die vor der vollständigen Vernetzung der Umhüllung erforderlich sind, möglicherweise beschädigt wird. Ferner sind bei den herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Balata-Bällen zusätzliche Schritte notwendig: Hierzu gehören das Chlorieren und Spülen der B-lle, um die Oberfläche der Umhüllung so vorzubereiten, daß die später aufgebrachte Farbe an der Balata haften bleibt. Vor dem Einprägen des Logos werden normalerweise mehrere Schichten Pigmentfarbe aufgebracht. Anschließend wird zum Schutz der Balloberfläche und des Logos eine durchsichtige, aushärtbare Zweikomponenten- oder Ultraviolett-Deckschicht aufgetragen.
Beim Spielen des Balls können dann weitere Probleme auftreten, die mit der Haltbarkeit der Farbe zusammenhängen und durch Oberflächenverschleiß und Mikrorißbildung sichtbar werden. Bei Balata-Golfbällen, die mit den herkömmlichen Verfahren hergestellt wurden, treten darüber hinaus Farb- und Farbfestigkeits-Probleme auf.
Golfbälle mit Surlyn-Umhüllung sind preiswerter als Balata- Bälle, da Surlyn nicht nur kostengünstiger als Üalata ist, sondem weil sich die Surlyn-Bälle nach der Formgebung einfacher und schneller weiterverarbeiten lassen als die Balata-Bälle. Die wesentlichen Unterschiede bei der Herstellung von Balata- und Surlyn-Bällen gehen aus den Tabellen 1 und 2 hervor. Diese beschreiben die herkömmlichen Schritte bei der Produktion von Balata- und Surlyn-Golfbällen, die jeweils aus drei Schichten aufgebaut sind. "Drei Schichten" bedeutet normalerweise, daß der Golfball aus einem Mittelstück, einer Schicht aus elastischen Wicklungen über dem Mittelstück sowie einer Umhüllung besteht. Golfbälle aus "zwei Schichten" besitzen einen festen Kern und eine Umhüllung. In Tabelle 3 wird das herkömmliche Verfahren zur Herstellung eines aus zwei Schichten bestehenden Surlyn- Golfballs erläutert. Die in den Tabellen 1-3 beschriebenen Produktionsschritte sind in der Golfball-Industrie allgemein bekannt, so daß eine detaillierte Darstellung entfallen kann. Tabelle 1 Herkömmliches Verfahren bei der Produktion von Balata-Bällen (drei Schichten) Tabelle 2 Herkömmliches Verfahren bei der Produktion von Surlyn-Bällen (drei Schichten) Tabelle 3 Herkömmliches Verfahren bei der Produktion von Surlyn-Bällen (zwei Schichten)
Die Balata-Umhüllung ist erst nach sieben Tagen vollständig vulkanisiert und vernetzt (siehe Vulkanisierungsschritt Nr. 17 in Tabelle 1). Folglich erfordern die teilweise vulkanisierten Balata-Bälle im Vergleich zu den Surlyn-Bällen eine sorgfältigere Behandlung sowie zusätzliche Verarbeitungsschritte. Nach der Entnahme aus der Form müssen die Balata-Bälle beispielsweise tiefgefroren werden, bevor die Trennlinie eines jeden Balls durch Glanzschleifen entfernt wird. Da die Balata-Umhüllungen weicher sind, müssen sie darüber hinaus sorgfältiger auf Beschädigungen untersucht werden, die durch die Produktionsschritte möglicherweise verursacht wurden.
Wie bereits erwähnt, erfolgt die Vulkanisierung der Balata- Umhüllungen im allgemeinen mit Schwefel als Vulkanisator. Schwefel ist in der Umhüllung in einer Menge von ungefähr 1 bis 2 % des Balata-Gewichts enthalten. Die Vulkanisierung findet während des letzten Produktionsschritts statt, bei dem zwei halbkugelförmige Schalen für die Umhüllung durch Formpressen über den mit einem Faden umwickelten Kern aufgebracht werden. Die bei der Formgebung zulässige Temperatur und die Zeit sind jedoch aufgrund der Fäden begrenzt, da diese durch starke Hitze beschädigt werden können. Folglich ist die Umhüllung bei der Entnahme aus der Form noch nicht vollständig vulkanisiert und muß, wie in Schritt 15 in Tabelle 1 beschrieben, behandelt werden. Dabei wird die Vulkanisierung durch Wanderung des RR2-Kristall- Beschleunigers in die Querschnittsfläche der Umhüllung gefördert und dievulkanisierung der Umhüllung damit abgeschlossen. RR2- Kristalle sind das Reaktionsprodukt aus 1,1-Methylen-Dipiperdin und Kohlenstoff-Disulfid und bei der Rockland React-Rite, Inc., Rockmart, Georgia erhältlich. RR2-Kristalle sind in Isopropyl- Alkohol gelöst (Konzentration: ungefähr 10 Gew.-% Kristalle und ungefähr 90 Gew.-% Alkohol)
Nachfolgend ein Beispiel: Ein bestimmter, handelsüblicher Ball mit Balata-Umhüllung, der von der Wilson Sporting Goods Co. vertrieben wurde, besaß die in Tabelle 4 wiedergegebene Umhüllungs- Zusammensetzung: Tabelle 4 Zusammensetzung der Balata-Umhüllung (bekannter Stand der Technik)
Dieses System war erst vollständig vernetzt, nachdem die Schritte 15 bis 17 aus Tabelle 1 durchgeführt worden waren.
Das Zinkoxid wurde als Füllstoff sowie zur Änderung des Schwerpunktes verwendet. Die blaue Farbe (ultramarinblau von der Whittaker, Clark & Daniels, Inc., South Plainfield, New Jersey) diente zur Hervorhebung der weißen Flächen.
Die aus zwei Schichten bestehenden bzw. festen Golfbälle besitzen normalerweise einen Kern mit einem thermisch vernetzbaren Elastomer, wie beispielsweise Polybutadien. Dieses wird vulkanisiert bzw. vernetzt, indem ein Vernetzer und ein Vernetzungsinitiator in den Kern eingebracht werden. Übliche Vernetzer sind die Zinksalze der Monocarbonsäuren, wie beispielsweise Zink- Diacrylat, Zink-Acrylat und Zink-Methacrylsäureester. Als Vernetzungsinitiatoren, die freie Radikale bereitstellen, werden normalerweise organische Peroxide eingesetzt, beispielsweise Dicumyl-Peroxid.
In US-A 3 784 209, 4 065 537, 4 266 772, 4 483 537, 4 683 257, 4 688 801, 4 714 253 und 4 715 607 werden verschiedene feste Kerne für Golfbälle beschrieben, welche Elastomere (beipielsweise Polybutadien) enthalten, die mit Hilfe von zink-Diacrylat und Peroxid oder ähnlichen Substanzen vulkanisiert bzw. vernetzt werden.
In US-A 4 792 141 und 4 931 376 werden Golfball-Umhüllungen beschrieben, die Mischungen aus Balata und Elastomeren, wie zum Beispiel Polybutadien und Trans-Polyoctenylen-Gummi enthalten. Die Gummizusammensetzungen werden jedoch mit Hilfe des herkömmlichen Schwefelverfahrens vulkanisiert.
In US-A 4 884 814 wird eine Golfball-Umhüllung beschrieben, die aus einer Mischung aus "hartem Surlyn" und "weichem Surlyn" besteht. Das harte Surlyn wird als Ionomer mit hohem Modul bezeichnet. Der Biegemodul beträgt ungefähr 2068,37 bar bis ungefähr 3792,06 bar (ungefähr 30000 bis ungefähr 55000 psi), wobei die Messung nach dem A.S.T.M.-Verfahren D-790 durchgeführt wurde. Das weiche Surlyn wird als Ionomer mit niedrigem Modul bezeichnet. Der Biegemodul beträgt hier ungefähr 206,84 bar bis ungefähr 482,63 Bar (ungefähr 3000 bis ungefähr 7000 psi).
Die Erfindung sieht einen Golfball vor, welcher viele der wunschenswerten Eigenschaften eines Balles mit einer Balata- Umhüllung aufweist, jedoch dauerhafter, schnittresistenter sowie leichter und kostengünstiger in der Herstellung ist als Bälle mit herkömmlicher Balata-Umhüllung.
Eine erfindungsgemäße Umhüllung eines Golfballs besteht aus einer Innenschicht, die aus einem relativ harten, schnittresistenten Material, wie beispielsweise Ionomer-Harz, gebildet wird, und einer Aussenschicht aus einem weichen Material, wie beispielsweise Balata oder einer Mischung aus Balata und anderen Elastomeren. Vorzugsweise besteht die Aussenschicht aus einer Mischung aus Balata und einem thermisch vernetzbarem Elastomer, wie beispielsweise Polybutadien. Die Balata und das Elastomer werden während des Formpressens des Balles mit Hilfe eines Vernetzers, wie beispielsweise Zink-Diacrylat, und eines Vernetzungsinitiators, wie beispielsweise einem organischen Peroxid, vernetzt; dies wird der Verwendung eines herkömmlichen Schwefelund RR2-Kristall-Vulkanisiersystems für Balata-Umhüllungen vorgezogen. Die Aussenschicht der Umhüllung ist bei Entnahme des Balls aus der Form vollständig vernetzt. Die nachfolgenden Verfahrensschritte können in derselben Weise wie bei Bällen mit Surlyn-ümhüllung durchgeführt werden. Die Innenschicht der Umhüllung weist eine gute Schnittresistenz und die Aussenschicht die Klang-, Feel- und Spin-Eigenschaften eines Balls mit einer Balata-Umhüllung auf. Die Umhüllung kann entweder bei Bällen mit zwei Schichten oder mit drei Schichten verwendet werden.
Figur 1 ist ein Querschnitt eines erfindungsgemäß hergestellten Balles mit zwei Schichten;
Figur 2 ist ein Querschnitt eines erfindungsgemäß hergestellten Balles mit drei Schichten; und
Figur 3 und 4 sind Diagramme, in welchen der Vulkanisierzustand verschiedener Balata-Umhüllungen im Vergleich dargestellt werden.
Die erfindungsgemäße Umhüllung besteht aus zwei Schichten -- einer über einen festen oder gewickelten Kern formgepreßten Innenschicht und einer über die Innenschicht formgepreßten Aussenschicht. Die Innenschicht besteht aus einem relativ harten, schnittresistenten Material, wie beispielsweise Ionomer-Harz, und die Aussenschicht besteht aus einem relativ weichen Material, wie beispielsweise einem aus der Klasse bestehend aus natürlicher Balata, synthetischer Balate, Naturkautschuk, Polybutadien und Polyoctenylen-Gummi ausgewähltem elastomeren oder polymeren Material. Polyoctenylen-Gummi mit einem hohen Trans-Gehalt ist unter der Bezeichnung Vestenamer bei der Huls Corp. in Deutschland erhältlich. Spezielle geeignete Qualitäten von Vestenamer sind Vestenamer 8012 und Vestenamer 6213.
Die für die Innenschicht verwendeten Tonomere sind bei der E.I. du Pont de Nemours & Co. unter dem Namen Surlyn erhältlich sowie bei Exxon unter dem Namen Iotek. Surlyn-Harze werden in der US-A 3 264 272 beschrieben. Wie in diesem Patent beschrieben, können verschieden Metall-Ionen zur Neutralisation der Säuregruppen, wie Natrium, Zink, Lithium und Magnesium, verwendet werden. Die Ionomer-Harze werden im allgemeinen in drei Kategorien eingeteilt, welche durch Härte oder Steifigkeit -- Standardmodul, hoher Biegemodul und niedriger Biegemodul, gekennzeichnet sind. Die Standard-Harze verfügen über einen Biegemodul im Bereich von ungefähr 2068,39 bar bis 3792,06 bar (ungefähr 30000 bis ungefähr 55000 psi), wobei die Messung nach dem ASTM-Verfahren D-790 durchgeführt wurde. (Standard-Harze werden in der US-A 4 884 814 als "harte Surlyn-Materialien" bezeichnet. Die Harze mit einem hohen Biegemodul verfügen über einen Biegemodul im Bereich von ungefähr 3792,06 bar bis ungefähr 6894,65 bar (ungefähr 55000 bis ungefähr 100000 psi). Die Harze mit niedrigem Biegemodul verfügen über einen Biegemodul im Bereich von ungefähr 193,05 bar bis ungefähr 586,05 bar (ungefähr 2800 bis ungefähr 8500 psi).
Spezielle Standard-Surlyn-Harze, welche für die Innenschicht verwendet werden können, enthalten 8940 (Natrium), 9910 (Zink), 7930 (Lithium). Spezielle Standard-Iotek-Harze, welche verwendet werden können, enthalten 8000 (Natrium), 8020 (Natrium), 8030 (Natrium), 4000 (Zink) und 4010 (Zink).
Ionomere mit niedrigem Biegemodul werden in der US-A 4 690 981 beschrieben und enthalten ein Weichmacher-Comonomer. Spezielle Surlyn-Materialien mit niedrigem Biegemodul, welche für die Innenschicht verwendet werden können, enthalten 8120 (Natrium), 8320 (Natrium) und 9320 (Zink).
Spezielle Surlyn-Materialien mit hohem Biegemodul, welche für die Innenschicht verwendet werden können, enthalten 8220 (Natrium), 8240 (Natrium), 9220 (Zink) und AD-8181 (Lithium).
Ionomer-Harze können allein oder als Mischungen aus zwei oder mehr Arten von Ionomeren verwendet werden, wie beispielsweise Mischungen aus Natrium/Zink-Ionomeren, Natrium/Lithium-Ionomeren, Zink/Lithium-Ionomeren und Natrium/Zink/Lithium-Ionomeren. Mischungen aus Ionomeren unterschiedlicher Steifigkeit können ebenfalls verwendet werden, zum Beispiel Mischungen aus Ionomeren mit einem Standard-Biegemodul und einem hohen Biegemodul, Ionomere mit einem Standard-Biegemodul und einem niedrigen Biegemodul, Ionomere mit niedrigem und hohem Biegemodul sowie Ionomere mit einem niedrigen, einem hohen und einem Standard-Biegemodul.
Das relativ weiche, elastomere Material der Aussenschicht verfügt über einen Biegemodul im Bereich von ungefähr 1378,93 bar bis ungefähr 1723,66 bar (ungefähr 20000 bis ungefähr 25000 psi) auf, und bei einer speziellen Ausführungsform betrug der Biegemodul zwischen 1528,20 bar und 1542,95 bar (22165 bis 22379 psi)
Die Aussenschicht besteht vorzugsweise aus einer Mischung aus Balata und einem oder mehreren thermisch vernetzbaren elastomeren Polymeren. Die Balata kann entweder aus einer natürlichen oder synthetischen Balata oder aus einer Mischung aus beiden bestehen. Die thermisch vernetzbaren Elastomere können jene sein, die, wie oben beschrieben, als Kern-Zusammensetzungen von Golfbällen verwendet wurden, wie beispielsweise in der US-A 3 784 209, 4 065 537, 4 266 772, 4 483 537, 4 683 257, 4 688 801, 4 714 253 und 4 715 607 beschrieben wurde.
Wie in diesen Patenten beschrieben, enthalten geeignete vernetzbare Elastomere Homopolymere, Copolymere oder Terpolymere von Butadien, Isopren oder Chloropren. Das Elastomer besteht vorzugsweise aus 1,4 Polybutadien mit einer cis-Struktur in einem Verhältnis von zumindest 40%. Der Polybutadien-Gummi enthält in einer bevorzugtesten Ausführungsform zumindest 90% und in einer noch bevorzugteren Ausführungsform zumindest 95% einer 1,4-cis- Bindung. Falls gewunscht, können Naturkautschuk, Polyisopren- Gummi, Styren/Butadien-Gummi oder dergleichen mit Polybutadien- Gummi gemischt werden. Ein weiteres, geeignetes Elastomer ist Polyoctenylen-Gummi mit einem hohen Trans-Gehalt.
Der Vernetzer kann aus einem oder mehreren Metallsalzen ungesättigter Fettsäuren oder Monocarbonsäuren bestehen, insbesondere aus Zink-, Calcium- oder Magnesiumsalzen der Acrylsäure und Methacryl säure. Insbesondere eignen sich Zink-Diacrylat, Zinkacrylat und Zinkmethacrylat.
Es kann ein beliebiger der vielen bekannten Vernetzungsinitiatoren verwendet werden. Diese Initiatoren liefern freie Radikale und enthalten verschiedene organische Peroxide, wie beispielsweise Dicumyl-Peroxid und n-Butyl-4,4-bis (t-Butylperoxy) Valerat von Calciumsilikat, welches bei der R. T. Vanderbilt, Inc., Norwalk, Connecticut unter dem Warenzeichen Varox 230XL erhältlich ist. Geeignete Vernetzer und Vernetzungsinitiatoren werden in den oben genannten Patenten beschrieben, in welchen Polybutadienkerne beschrieben werden.
Die Balata ist vorzugsweise in einer Menge von 25% bis 29% des gesamten Polymergehalts der Aussenschicht der Umhüllung vorhanden. Der restliche Polymergehalt, nämlich zwischen 75% und 1% des gesamten Polymergehalts, ist vorzugsweise durch Polybutadien mit einem hohen cis-1,4-Gehalt vorhanden, andere geeignete vernetzbare Elastomere, wie beispielsweise Naturkautschuk, Vestenamer usw. können jedoch mit Polybutadien gemischt werden, falls dies gewunscht wird.
Die Menge an Vernetzer liegt im allgemeinen im Bereich zwischen 20 und 50 Gewichtsteilen des gesamten Polymergehalts der Aussenschicht und beträgt vorzugsweise ungefähr 35 bis 45 Gewichtsteile.
Die Menge an Vernetzungsinitiator kann im Bereich von ungefähr 3/4 bis 3-1/2 Gewichtsteilen des gesamten Polymergehalts der Aussenschicht liegen und beträgt vorzugsweise ungefähr 2 bis 2-1/2 Gewichtsteile.
Ein beliebiger, geeigneter Füllstoff, wie beispielsweise Zinkoxid, kann sowohl zur Innen- als auch zur Aussenschicht der Umhüllung hinzugefügt werden. Zinkoxid wird nicht nur als Füllstoff und zur Veränderung des Schwerpunkts verwendet, sondern kann auch zur Vernetzung dienen. Es können andere herkömmliche Bestandteile enthalten sein, wie beispielsweise Titandioxid und Ultramarinblau.
Figur 1 stellt einen aus zwei Schichten bestehenden Golfball 10 dar, welcher einen festen Kern 11 und eine Umhüllung 12 enthält, die aus einer relativ harten Innenschicht 13 aus einem oder mehreren Ionomerharzen und einer relativ weichen Aussenschicht 14 aus Polymermaterial besteht. Der feste Kern 11 kann auf herkömmliche Weise hergestellt werden.
Figur 2 stellt einen aus drei Schichten bestehenden Golfball 16 dar, welcher einen umwickelten Kern 17 enthält, der ein Mittelstück 18 und eine aus Umwicklungen mit einem elastischen Faden bestehende Schicht 19 umfaßt. Das Mittelstück 18 kann fest sein oder aus einem mit Flüssigkeit gefüllten Ballon bestehen. Solche umwickelten Kerne 17 sind ebenfalls herkömmlicher Art. Eine Umhüllung 20 enthält eine relativ harte Innenschicht 21 aus einem oder mehreren Ionomerharzen, wie oben beschrieben, und einer weichen Aussenschicht 22 aus polymerem Material, wie oben beschrieben.
Der Durchmesser des Kerns 11, 17 eines Balles 10 oder 16 mit entweder zwei oder drei Schichten kann im Bereich von ungefähr 25,40 mm bis 38,10 mm (ungefähr 1000 bis ungefähr 1500 inch) liegen. Die Dicke der Innenschicht 13, 21 kann im Bereich von ungefähr 0,635 mm bis 7,30 mm (ungefähr 0,0250 bis ungefähr 0,2875 inch) liegen, um einen Gesamtdurchmesser der Innenschicht 13, 21 und des Kerns 11, 17 in einem Bereich von ungefähr 39,37 mm bis ungefähr 40,386 mm (ungefähr 1550 bis ungefähr 1590 inch) zu ergeben. Die Dicke der Aussenschicht 14, 22 kann im Bereich von ungefähr 1,143 mm bis ungefähr 16,51 mm (ungefähr 0,0450 bis ungefähr 0,0650 inch) liegen, um einen Gesamtdurchmesser des Balls von 42,67 mm (1680 inch) zu ergeben. Als bevorzugte Abmessung beträgt der Durchmesser des Kerns 11, 17 83,1 mm (1500 inch), die Dicke der Innenschicht 13, 21 beträgt 0,9398 mm (0,037 inch) - der Durchmesser der Innenschicht 13, 21 beträgt 40,01 mm (157.5 inch) - und die Dicke der Aussenschicht beträgt 0,0525 inch (der Gesamtdurchmesser des Balls beträgt 1680 inch bzw. 42,67 mm).

Beispiel 1

Zwei spezielle feste Kernzusammensetzungen, die mit der neuen, aus zwei Schichten bestehenden Umhüllung verwendet wurden, wiesen die in Tabelle 1 beschriebene Zusammensetzung auf. Ein Kern wurde bei einem Golfball verwendet, welcher als ein "90 Compression Ball" bezeichnet wurde, und der andere Kern wurde bei einem Golfball verwendet, der als "100 Compression Ball" bezeichnet wurde. Tabelle 5 Kernzusammensetzung (Gewichtsteile)
Als Antioxidationsmittel wurde 2,2'-Methylenebis (4-Methyl-6- Tert-Butylphenol) verwendet, welches bei der R.T. Vanderbilt Co., Norwalk, Connecticut unter dem Warenzeichen Vanox MBPC erhältlich ist.
Bei dem Peroxid handelt es sich um ein organisches Peroxid, das bei der Atochem North America Inc., Philadelphia, Pennsylvania erhältlich ist.
Das Flüssig-Monomer ist ein Trimethylolpropan-Triacrylat; das bei der Sartomer, Westchester, Pennsylvania erhältlich ist.
Der Kern wurde gemäß den herkömmlichen Schritten weiterverarbeitet:
1. Herstellung der Gummimischung für den Kern
2. Zerkleinern und Vorformen des Rohlings
3. Formen des Kerns
4. Spitzenloses Schleifen des Kern auf die erforderliche Größe
Die Zusammensetzung der Innenschicht des Kern wird in Tabelle 6 beschrieben. Tabelle Zusammensetzung der Innenschicht der Umhüllung (Gewichtsteile)
Die Innenschicht kann nach einer von zwei Verfahren geformt werden:
1. Spritzgießen über den Kern in einer Weise, welche herkömmlicherweise zum Spritzgießen von Ionomeren über einen festen Kern angewendet wird.
2. Spritzgießen von Halbschalen, Positionieren der Halbschalen über den Kern, Formpressen der inneren Umhüllung über den Kern.
Nach Durchführung eines der Formpreßverfahren ist die Innenschicht fertiggestellt, die Oberfläche ist spitzenlos geschliffen auf einen bevorzugten Durchmesser von 1575 inch, bevor der abschließende Formpreßschritt der Umhüllung durchgeführt wird.
Die Zusammensetzung der Aussenschicht der Umhüllung wird in Tabelle 7 beschrieben. Tabelle 7 Zusammensetzung der Aussenschicht (Gewichtsteile)
Ultramarinblau ist ein blauer Farbstoff, welcher zur Hervorhebung der weißen Flächen der Umhüllung dient, und ist bei der Whittaker, Clark & Daniels, Inc., South Plainfield, New Jersey erhältlich.
Die Aussenschicht der Umhüllung wurde durch Anwendung herkömmlicher Misch- und Formpreßverfahren hergestellt. Die Bestandteile der Zusammensetzung werden in einem Mischer, beispielsweise in einer Zweiwalzenmühle, gemischt, um Rohlinge zu formen. Die Rohlinge werden in einen Substratzerteiler gegeben, in welchem die Mischung der Umhüllung zu Würfeln geformt wird, bevor im Spritzgußschritt halbkugelförmige Schalen gebildet werden. Die Halbschalen werden in der Formpreßmaschine um die Innenschicht des Balls gelegt, in welcher die Halbschalen zusammen- und auf die Innenschicht schmelzen. Der Formpreßvorgang findet bei einer Temperatur von ungefähr 121,11ºC bis ungefähr 176,67ºC (ungefähr 250 bis 350ºF) während ungefähr 5 bis 10 Minuten statt. Durch die Formpreßtemperatur vernetzt das Elastomer und der Ball soll bei der Entnahme aus der Form vollkommen vernetzt sein.
Die Zusammensetzung der Aussenschicht kann ebenfalls in einer herkömmlichen Spritzgußmaschine verwendet werden, um eine Aussenschicht zu bilden, die über die Innenschicht spritzgegossen wird.
Das Fließdiagramm in Figur 3 zeigt, daß der Vernetzer nicht nur die Vernetzung des Polybutadiens sondern auch der Balata bewirkt, und daß die Zusammensetzung nach dem Formpreßvorgang vollkommen vernetzt ist. Das Diagramm wurde bei der Durchführung von Tests auf einem Monsanto Moving Die Rheometer MDR 2000 erstellt, der bei der Monsanto Instruments & Equipment, Akron, Ohio erhältlich ist. Der Rheometer wird zur. Messung von Vulkanisiereigenschaften von Gummi verwendet und mißt das Reaktionsmoment als Funktion der Vulkanisierzeit bzw. des Vulkanisiergrades. Die Vulkanisierung fand bei einer Temperatur von 300ºF bzw. 148,89ºC statt.
In Figur 3 werden die folgenden Zusammensetzungen der Aussenschicht verglichen.
EXG24-60: aus Tabelle 4
EXG24-71: gleich wie EXG24-60, jedoch ohne Polybutadien (100% TP301)
EXG24-58: gleich wie EXG24-60, jedoch ohne Polybutadien und Peroxid Tabelle 8
EXG24-58 ohne Peroxid weist sehr schwache vulkanisier eigenschaften auf. Die anderen beiden Formeln haben vergleichbare Kurven, wodurch angezeigt wird, daß die Zusammensetzung mit Balata und Polybutadien genauso vernetzbar ist wie die Zusammensetzung, die nur Balata und kein Polybutadien enthält.
Die Figur 4 zeigt ein Fließdiagramm, in welchem die in Tabelle 9 dargestellten drei Zusammensetzungen für die Aussenschicht verglichen werden: Tabelle 9
Die Formel EXG24-78 ist mit einer herkömmlichen, dem Stand der Technik entsprechenden Balata-Umhüllung vergleichbar, welche mittels Schwefel und mit Hilfe des in Schritt 15 in Tabelle 1 beschriebenen Schritts vulkanisiert wird, bei welchem der fertiggestellte Ball in einer Alkohol/RR2-Kristall-Lösung eingeweicht wird. Um die Zusammensetzung mit Hilfe eines MDR 2000 Rheometers zu testen, wurden die RR2-Kristalle jedoch zur Simulierung des nachfolgenden Einweichschritts in die Zusammensetzung eingebracht.
Die Formel EXG24-77 entspricht der Formel EXG24-78 mit Ausnahme des Fehlens der RR2-Kristalle. Die Formel EXG24-76 entspricht der Formel EXG24-78 mit Ausnahme des Fehlens sowohl des Schwefels und der RR2-Kristalle.
Es ist wichtig, auf den Unterschied zwischen der Rheologie der in Figur 4 dargestellten Balata-Zusammensetzungen während der Vulkanisierung und der in Figur 3 dargestellten neuen Balata Zusammensetzungen, die mittels Zink-Diacrylat und Peroxid vulkanisiert wurden, hinzuweisen. Die rheologischen physikalischen Eigenschaften der in Figur 4 dargestellen Zusammensetzungen sind so niedrig im Vergleich zu den in Figur 3 dargestellten Zusammensetzungen, daß der Maßstab aus Figur 4 von 0 bis 100 Einheiten auf 0 bis 5 Einheiten geändert werden mußte, um aussagefähig zu bleiben. Die Umhüllungszusammensetzung der Formel EXG24-60 aus Figur 3 weist ein wesentlich höheres Moment auf als die Formel EXG24-78 aus Figur 4. Die Kurve der Formel EXG24-78 zeigt außerdem einen Rückgang, während die Kurve der Formel EXG24-60 eine im wesentlichen flachwellige Kurve darstellt.
Da die Balata-enthaltende Aussenschicht der erfindungsgemäßen Umhüllung nach dem Formpreßvorgang vollständig vernetzt ist, können die Golfbälle ähnlich wie die mit Surlyn-Umhüllung versehenen Bälle weiterverarbeitet werden. Hierdurch werden die zusätzlichen Verarbeitungsschritte wesentlich vereinfacht und die Gesamtkosten des Balls reduziert. Die Verarbeitungsschritte für erfindungsgemäß hergestellte Bälle mit drei und zwei Schichten werden in den Tabellen 10 und 11 beschrieben. Diese Verarbeitungsschritte können mit den in den Tabellen 1-3 beschriebenen Schritten verglichen werden. Tabelle 10 Verfahren zur Herstellung der neuen Umhüllung mit drei Schichten Tabelle 11 Verfahren zur Herstellung der neuen Umhüllung mit zwei Schichten
Anmerkung: Die Aussenschicht der Umhüllung kann ebenfalls unter Anwendung herkömmlicher Spritzgußtechniken über die Innenschicht spritzgegossen werden.
Die Schritte 5 und 10 bis 25 in Tabelle 1 entfielen durch Anwendung der in den Tabellen 10 und 11 beschriebenen neuen Technologie. Die 30 Schritte, die zur Verarbeitung von Balata- Umhüllungen nach dem alten Verfahren erforderlich waren, wurden durch 18 Schritte für Bälle mit drei Schichten und durch 15 Schritte für Bälle mit zwei Schichten ersetzt.
Mit Bällen, die gemäß Beispiel 1 (100 Compression) hergestellt wurden, wurde mit einer automatischen Abschlageinrichtung unter Verwendung eines Drivers, eines Eisens 5 und eines Pitching Wedge ein Flugtest durchgeführt. Die erfindungsgemäßen Bälle wurden mit Titleist Tour 100 Balata-Bällen verglichen, bei welchen es sich um beliebte Balata-umhüllte Golfbälle mit drei Schichten handelt. Die Daten des Vergleichstests sind in Tabelle 12 dargestellt. Tabelle 12
Die Daten aus dem Vergleichstest zeigen, daß die Fluglänge des erfindungsgemäßen Balls in meßbaren Ausmaßen größer ist als die des Titleist Tour 100, wenn er mit einem Driver mit einem Abschlagwinkel von 7, 9 und 110 geschlagen wird. Außerdem hält der erfindungsgemäße Ball die Parität bei Schlägen mit einem Eisen 5 und einem Wedge.
Es wurden Bälle, die gemäß Beispiel 1 (100 Compression) hergestellt wurden, dem standardmäßigen Schnittresistenz-test der Wilson Sporting Goods Co. unterzogen. Der Schnittresistenztest wurde mit Hilfe einer True Temper Driving Machine durchgeführt. Bei dem verwendeten Testschläger handelte es sich um einen Pitching Wedge. Es wurden sechs (6) Bälle jeder Sorte getestet und jeweils einmal ungefähr 1/4 inch oberhalb der Mittellinie des Balls (willkürliche Orientierung) mit einer üblichen Schlägerkopfgeschwindigkeit abgeschlagen. Die Golfbälle wurden geprüft und folgendermaßen eingestuft:
Von den Faktoren der sechs (6) Golfbälle jeder Sorte wird der Durchschnitt genommen, um einen Gesamtfaktor zu ermitteln. Die Golfbälle werden durch relativen Vergleich mit anderen Golfbällen mit bekannter Schnittresistenz bewertet.
Die gemäß Beispiel 1 hergestellten erfindungsgemäßen Golfbälle wurden mit dem Titleist Tour 100 Balata, dem Spalding Tour Edition 100 (weiche Ionomer-Umhüllung) und dem Ultra (harte Surlyn Umhüllung) verglichen. Die Vergleichsdaten in bezug auf die Schnittresistenz sind in Tabelle 13 dargestellt.
Die dargestellten Werte zeigen, daß der erfindungsgemäße Ball bezüglich der Schnittresistenz gegenuber dem Titleist Tour 100 Balata-Ball wesentlich verbessert wurde, geringfügig besser ist als der Tour Edition-Ball und mit dem harten Surlyn Ultra-Ball nahezu Gleichheit erreicht.

Claims

1. Golfball mit einem Kern (11, 17) und einer Umhüllung (12, 20), bei dem die Umhüllung eine Innenschicht (13, 21) aus einem über den Kern geformten, relativ harten Ionomer-Harz und eine Außenschicht (14, 22) aus einem über die Innenschicht geformten, relativ weichen Material umfaßt, wobei die Innenschicht (13, 21) ein Biege-Elastizitätsmodul im Bereich von etwa 965,25 bar bis 6894,65 bar (14000 - 100009 psi) aufweist und die Außenschicht (14, 22) ein aus der aus natürlicher Balata, synthetischer Balata, Naturkautschuk, Polybutadien und Polyoctenylen-Gummi bestehenden Klasse gewähltes Material enthält.

2. Golfball nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Außenschicht (14, 22) aus einer Mischung aus synthetischer oder natürlicher Balata und Polybutadien besteht.

3. Golfball nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (14, 22) aus einer Zusammensetzung gebildet ist, die enthält:

a) natürliche oder synthetische Balata;

b) ein Elastomer, das mit einem Metallsalz einer ungesättigten Fettsäure vernetzbar ist;

c) ein Metallsalz einer ungesättigten Fettsäure als Vernetzungsmittel; und

d) einen Vernetzungsinitiator, welcher eine Quelle freier Radikale liefert.

4. Golfball nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer der Außenschicht (14, 22) aus der aus Polybutadien und Polyoctenylen bestehenden Gruppe gewählt ist.

5. Golfball nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die natürliche oder synthetische Balata der Außenschicht (14, 22) in einer Größenordnung von 25 bis 99% des Gesamtgewichts des in der Außenschicht enthaltenen Polymers und das vernetzbare Elastomer in einer Größenordnung von 1 bis 75% des Gesamtgehalts des in der Außenschicht enthaltenen Polymers vorhanden sind.

6. Golfball nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel der Außenschicht aus der aus Kalzium und Magnesium bestehenden Gruppe von Metallsalzen gewählt ist.

7. Golfball nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel der Außenschicht aus der Gruppe aus Zink, Kalzium und Magnesiumsalzen von Monocarboxylsäuren gewählt ist.

8. Golfball nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vernetzungsinitiator der Außenschicht aus organischem Peroxid besteht.

9. Golfball nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (11) aus einem festen Kern besteht bzw. daß der Kern (17) zweiteilig ist und ein Zentrum (18) sowie eine Schicht (19) aus einer elastischen Umwicklung um das Zentrum herum enthält.

10. Golfball nach Anspruch 1 oder 3, bei welchem die Außenschicht (14, 22) aus einer Zusammensetzung gebildet ist, die enthält:

a) 25 bis 99 Gewichtsanteile natürlicher oder synthe-tischer Balata;

b) 1 bis 75 Gewichtsanteile Elastomer, welches mit einem Metallsalz einer ungesättigten Fettsäure vernetzbar ist;

c) 20 bis 50 Gewichtsanteile eines Metallsalzes einer ungesättigten Fettsäure als Vernetzungsmittel; und

d) 3/4 bis 3-1/2 Gewichtsanteile eines Vernetzungsinitiators, welcher eine Quelle freier Radikale liefert.

11. Golfball nach Anspruch 3, 4 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzbare Elastomer der Außenschicht aus Polybutadien besteht.

12. Golfball nach Anspruch 3, 4, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Polybutadien aus Cis 1,4 Polybutadien mit einem Cis-Gehalt von zümindest 40% besteht.

13. Golfball mit einem Durchmesser von zumindest 42,67 mm (1.680 Inch) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kerns (11, 17) im Bereich von etwa 25,40 mm bis 38,10 mm (1.000 bis 1.500 Inch), die Dicke der Innenschicht (13, 21) in einem Bereich von etwa 0,635 mm bis 7,30 mm (0.0250 bis 0.2875 Inch), die Dicke der Außenschicht (14, 22) in einem Bereich von etwa 1,143 mm bis 16,51 mm (0.0450 bis 0.650 Inch) liegen.

14 Golfball nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kerns (11, 17) etwa 38,10 mm (1.500 Inch), die Dicke der Innenschicht (13, 21) etwa 0,9525 mm (0.0375 Inch), die Dicke der Außenschicht (14, 22) etwa 1,3335 mm (0.0525 Inch) betragen.

15. Verfahren zur Herstellung eines Golfballes mit den folgenden Schritten:

a) Formen eines kugelförmigen Kerns;

b) Formpressen eines Ionomer-Harzes über den Kern zur Bildung einer ersten Umhüllungsschicht;

c) Herstellen einer vermischten Zusammensetzung aus Balata, vernetzbarem Elastomer, einem Metallsalz einer ungesättigten Fettsäure als Vernetzungsmittel und einem Vernetzungsinitiator, welcher eine Quelle freier Radikale liefert; und

d) Formen dieser vermischten Zusammensetzung über die erste Hüllschicht zur Bildung einer zweiten Hüllschicht und zum Vernetzen des vernetzbaren Elastomers.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Formen der vermischten Zusammensetzung bei einer Temperatur von etwa 121,11ºC bis 176,67ºC (250 bis 350ºF) während 5 bis 10 Minuten erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kerns im Bereich von 25,40 mm bis 38,10 mm (1.000 bis 1.500 inch), die erste Hüllschicht mit einer Dicke im Bereich von 0,635 mm bis 7,30 mm (0.0250 bis (0.2875 inch) und die zweite Hüllschicht mit einer Dicke im Bereich von 1,143 mm bis 16,51 mm (0.0450 bis 0.650 inch) geformt werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kerns mit etwa 38,10 mm (1.500 inch), die erste Hüllschicht mit einer Dicke von etwa 0,9525 mm (0.0375 inch) sowie die zweite Hüllschicht mit einer Dicke von etwa 1,3335 mm (0.0525 inch) geformt werden.