DE69920250T2

DE69920250T2 - Kautschukzusammensetzung für golfball und golfball

Info

Publication number: DE69920250T2
Application number: DE69920250T
Authority: DE
Inventors: Kumar Virendra BAHL; Joseph Steven FISHER
Original assignee: Waggle Pty Ltd
Current assignee: Waggle Pty Ltd
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2019-06-05
Also published as: WO1999064511A1; EP1127088B1; CN1311809A; US6664319B1; AUPP395898A0; CN1140574C; ATE276313T1; ZA200007664B; KR20010071328A; ES2229714T3; HK1035736A1; KR100548733B1; CA2334324C; EP1127088A1; JP2002517589A; DE69920250D1; EP1127088A4; CA2334324A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gummiformulierung und eine Gummiverbindung, die zum Einsatz bei der Herstellung von Golfbällen geeignet ist. Die Erfindung erstreckt sich auch auf einen Golfball mit einem inneren Kern, der aus der Gummiverbindung hergestellt ist.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf einen Golfball zum Spieleinsatz im Kompakt-Hallengolfspiel (compact indoor golf game) und es wird als zweckmäßig erachtet sie unter Bezugnahme auf diese beispielhafte Anwendung zu beschreiben. Jedoch muss klar herausgestellt werden, dass die Erfindung nicht auf den Einsatz im Hallengolfspiel (indoor golf) beschränkt ist und die Gummiverbindung und der Ball vielmehr in zahlreichen anderen Anwendungen, einschließlich des Einsatzes im Außengolf (outdoor golf), Anwendung finden kann.
Das Golfspiel ist ein sehr populäres Spiel und seine Popularität steigt konstant an. Dies hat eine starke Nachfrage nach Anlagen und Einrichtungen zum Spielen des Golfspiels erzeugt. Allerdings ist der Flächenverbrauch erheblich, der für einen Standardgolfplatz benötigt wird, und aus diesem Grunde kann es in vielen Gegenden und Orten schwierig sein, einen über die gesamte Länge gehenden 18-Loch-Golfplatz anzulegen. Wenn Golfplätze außerhalb der Städte und auf dem Land angelegt werden, kann es weiterhin für die potentiellen Golfspieler schwierig und zeitaufwendig sein, für ein Spiel zum Platz zu gelangen. Ferner verhindern die Wetterbedingungen in vielen Ländern der Erde das Golfspiel auf üblichen Außenplätzen für viele Monate im Jahr.
Dementsprechend besteht potentiell ein großer Bedarf an Hallenplätzen für Golf, die in dicht bewohnten Gebieten mit geringem Platz für Sportanlagen ansässig sein können. Es mag weiterhin Bedarf an einem kompakten Golfspiel (compact golf) bestehen, das auf einem Außenplatz mit verkleinerten Abmessungen gespielt werden kann.
Die Anmelderin hat bereits ein kompaktes Golfspiel entwickelt, das in ihrer internationalen Patentanmeldung Nr. PCT/AU90/00398 beschrieben ist. Der gesamte Inhalt dieser Beschreibung wird durch Verweis ausdrücklich in dieses Dokument mit einbezogen. Das Spiel umfasst dem Abschlag eines Balls aus einem Markierungsbereich gegen eine Abprallwand, von der er zu einem grünen Bereich abprallt, der zwischen der Markierung und der Abprallwand liegt. Die Abpralldistanz ist eine Funktion der Aufpralleigenschaften des Balls auf der Wand, d. h. der Geschwindigkeit und der Flugbahn des Golfballes. Die Wand ist starr und es ist der Ball, der speziell ausgelegt ist, kinetische Energie zu verlieren, wenn er auf die Wand trifft. Dies hat zur Folge, dass der Ball nicht so weit wie ein Standardgolfball abprallt, und ermöglicht das Spielen in einem Gebäude.
Um das Spiel nachhaltig attraktiv zu gestalten und eine Anlehnung an das große Golfspiel zu schaffen, ist es offensichtlich sehr wichtig, dass das Ergebnis eines jeden Golfschlages das Vermögen eines Spielers und die Qualität eines jeden Golfschlages reflektiert. Es ist weiterhin wünschenswert, dass der Ball das Aussehen und das Gefühl eines Standardgolfballes vermittelt und das gleiche Gefühl wie bei einem Standardgolfball erzeugt, wenn er von einem Golfschläger getroffen wird.
Früher hat die Anmelderin einen elastischen und innen hohlen Ball benutzt, wie z. B. einen Squashball, der von einer harten Beschichtung umgeben ist, die so hart wie bei einem Standardgolfball ist, aber immer noch eine beträchtliche Deformation zulässt.
Allerdings neigt dieser Ball dazu, insbesondere in warmer Umgebung, zu heiß zu werden und der Ball prallt zu weit von der Wand ab, wenn dies geschieht. Dies kann unter Umständen dazu führen, dass ein ungenauer Golfschlag zu einem guten Ergebnis führt und damit der Qualität des Spiels abträglich ist. Ferner kann das griffige Gefühl für den Golfball am Schläger, das bei einem normalen Golfball auftritt, mit dem Ball der Anmelderin über die Zeit abnehmen.
Es wäre dementsprechend vorteilhaft, wenn sich ein Ball finden ließe, der nicht die Nachteile des bekannten Balls aufweist. Die Anmelderin hat intensiv nach einem Ball gesucht, der ihren Anforderungen entspricht, ist jedoch nicht fündig geworden. Weiterhin trat die Anmelderin mit dem Anliegen der Herstellung eines Golfballes an Hersteller von Golfbällen heran, war aber nicht erfolgreich. Daher hatte sie die Initiative der Entwicklung und Herstellung eines neuen Balles zu ergreifen.
Nach einem Aspekt dieser Erfindung wird eine Gummiverbindung mit einer Gummikomponente bereitgestellt, die im Wesentlichen ein Halogenbutyl-Gummipolymer umfasst; und Carbon Black in einer Menge zwischen 80 Gew.-% und 100 Gew.-% bezogen auf die Gummikomponente.
Ein Halogenbutyl-Gummipolymer hat sich deshalb als geeignet erwiesen, weil es einen niedrigen Abprallkoeffizienten oder eine geringe Elastizität hat, insbesondere bei Temperaturen von 5°C bis 40°C. Für Golfbälle, die für das Spiel der Anmelderin hergestellt werden, ist dies eine wünschenswerte Eigenschaft, weil das Spiel auf kleinem Raum gespielt wird und die Abpralldistanz wesentlich geringer sein muss als bei einem Standardgolfball. Aus diesem Grunde muss während des Aufpralls des Golfballs ein erheblicher Anteil an Energie absorbiert werden.
Vorzugsweise ist das Halogenbutyl-Gummipolymer ein Chlorbutyl- oder Brombutyl-Polymer.
Vorzugsweise ist der Füllstoff N220 Carbon Black oder N339 Carbon Black.
Carbon Black ist ein verstärkender Füllstoff und hat zudem Auswirkungen auf die Härte, Elastizität und andere physikalische Eigenschaften der Gummiverbindung.
Vorzugsweise umfasst das Carbon Black 83 bis 87 Gew.-%, oder vorzugsweise 85 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt 88 bis 92 Gew.-%, beispielsweise etwa 90 Gew.-%, der gesamten Gummikomponente.
Die Gummiverbindung kann zumindest einen weiteren Füllstoff umfassen, z. B. Baryt und/oder Kaolin.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung wird eine Gummiformulierung zum Bilden einer elastischen Gummiverbindung bereitgestellt, wobei die Formulierung umfasst:
Eine Gummikomponente enthaltend im Wesentlichen einen Halogenbutyl-Gummipolymer;
Carbon Black in einer Menge von zwischen 80 Gew.-% und 100 Gew.-% bezogen auf die Gummikomponente und
Homogenisierungsmittel zum homogenen Verteilen von Carbon Black in der Gummikomponente.
Das Halogenbutyl-Gummipolymer kann eines oder mehrere der bevorzugten Merkmale beinhalten, die oben unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurden. Gleichermaßen kann das Carbon Black ein oder mehrere der bevorzugten Merkmale beinhalten, die oben unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurden.
Zum Beispiel kann das Halogenbutyl-Gummipolymer ein Chlorbutyl- oder Brombutyl-Polymer und der Füllstoff Carbon Black sein, z. B. N220 oder N339.
Ferner umfasst die Formulierung üblicherweise Vulkanisierungsmittel zur Vulkanisierung der Gummiformulierung während ihrer Verarbeitung, um Gummi zu bilden. Diese Vulkanisierungsmittel können Zinkoxid und/oder eine Schwefelverbindung wie Disulfide, z. B. Beschleuniger, wie Tetramethylthiuramdisulfid und 2,2-Dithiobisbenzothiazol umfassen.
Die Vulkanisierungsmittel erleichtern eine Kreuzvernetzung der Polymerketten, z. B. durch Schwefelbrücken.
Die Homogenisierungsmittel können STRUTKOL 40MS (Schilt & Seilacher) beinhalten, die ein Mischen aller Komponenten in das Polymer erleichtern.
Die Formulierung kann auch Mittel zur Erleichterung des Mischens und Formens der Formulierung umfassen, z. B. eine Mischung aus Fettsäuren und Stearinsäure. Des Weiteren können die Misch- und Formmittel ein paraffinisches und/oder naphthenisches Öl, wie z. B. PROPAR (Caltex), umfassen. Die Öle unterstützen ein Vermischen der Formulierung.
Die Formulierung kann mikrokristallines Wachs beinhalten, das ein Mischen unterstützt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in der Bereitstellung eines geformten elastischen inneren Kerns für einen Golfball, wobei der Kern eine Gummiverbindung enthält, die eine Gummikomponente beinhaltet, die im Wesentlichen ein Halogenbutyl-Gummipolymer und einen Füllstoff umfasst, wobei der Füllstoff der Carbon-Black ist.
Carbon Black kann in einer Menge von 80 Gew.-% bis 100 Gew.-% bezogen auf die Gummikomponente vorliegen.
Das Halogenbutyl-Gummipolymer und der Füllstoff können eines oder mehrere der bevorzugten Merkmale beinhalten, die oben unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben sind.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Golfballs, umfassend:
Einen geformten elastischen inneren Kern, hergestellt aus einer Gummiverbindung enthaltend ein Halogenbutyl-Gummipolymer und einen Füllstoff, der Carbon Black ist, und eine polymere Hülle, die den inneren Kern umgibt.
Das Polymer und der Füllstoff des inneren Kerns können eines oder mehrere der bevorzugten Merkmale, die oben unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben sind, umfassen.
Die Hülle ist üblicherweise mit Grübchen versehen und weist eine Dicke und andere Eigenschaften vergleichbar mit der Hülle eines herkömmlichen Golfballs auf. Der Golfball hat ähnliche Abmessungen wie ein herkömmlicher Golfball, und hat ein äußerliches Erscheinungsbild, das dem eines herkömmlichen Golfballs entspricht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Polymer des Kerns ein Chlorbutyl- oder Brombutylpolymer und der Füllstoff ist Carbon Black, z. B. N220 oder N339.
Vorzugsweise ist die Oberfläche eine Ionomerpolymer-Verbindung, beispielsweise SURYLYN (Du Pont).
Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Golfballs, wobei das Verfahren umfasst:
Bereitstellung einer Gummiformulierung, die ein Butylpolymer und wenigstens einen Füllstoff zur Modifikation der Elastizität des Polymers umfasst; Vermischen der Formulierung zur homogenen Verteilung des Füllstoffes im Polymer;
Überführen der Formulierung in ein offenes Mischwalzwerk zum Ausbilden einer Folienware;
Extrudieren des Gummis durch ein Extrusionswerkzeug zum Formen eines extrudierten Gegenstandes.
Üblicherweise sind die Komponenten der Formulierung fest oder pulverförmig und fließfähig.
Üblicherweise umfasst das Verfahren das Beigegeben von Homogenisierungsmitteln zur Formulierung im Mischschritt, um den Carbon-Füllstoff homogen über das Butylpolymer zu dispergieren.
Üblicherweise umfasst der Mischschritt das Vermischen der Formulierung, beispielsweise in einem internen Mischer, und dann Einbringen derselben in ein offenes Mischwalzwerk und Ziehen derselben zu Platten zum Ausformen einer Vormischung.
Üblicherweise umfasst der Mischschritt ferner das Wiedereinbringen der Vormischung in das offene Mischwalzwerk, gründliches Durchmischen desselben und dann zu Platten ziehen einer Endmischung, die dann im Extrusionsschritt Verwendung findet.
Üblicherweise werden die Beschleuniger zugesetzt, wenn die Vormischung dem offenen Mischwalzwerk zurückgeführt wird.
Üblicherweise wird die Vormischung gekühlt, beispielsweise in einem Kühltunnel und/oder durch Eintauchen, bevor sie dem offenen Mischwalzwerk zurückgeführt wird.
Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren auch den Schritt des Fertigens eines Formlings für das Ausformen eines inneren Kerns eines Golfballs aus dem extrudierten Gegenstand nach dem Extrusionsschritt, und den weiteren Schritt des Anordnens des Formlings in einer Matrize und Aufheizen desselben auf eine Temperatur höher als 140°C, um den Kern zu formen. Vorzugsweise wird der innere Kern bei einer Temperatur höher 155°C, beispielsweise etwa 160°C, geformt.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren weiterhin das Anformen einer Hülle aus einem Ionomerpolymer an den inneren Kern zur Ausbildung der Hülle des Golfballs, beispielsweise durch Spritzguss.
Die Gummiverbindung und der Golfball gemäß dieser Erfindung können sich in einer Vielzahl von Erscheinungsformen manifestieren. Es wurde nachfolgend als zweckmäßig angesehen, zwei Beispiele der Erfindung im Detail zu beschreiben. Es gilt jedoch klarzustellen, dass die spezifischen Ausführungen der Beschreibung nicht dazu dienen, das Allgemeine der vorangehenden Beschreibung zu ersetzen.
Zahlreiche erfindungsgemäße Formulierungen wurden gemischt und ausgehärtet, um erfindungsgemäße Gummiverbindungen herzustellen. Einige beispielhafte Formulierungen, die zu inneren Kernen geformt wurden, werden nachfolgend beschrieben.
Beispiel 1
Die Zusammensetzung der Formulierung gemäß Beispiel 1 ist nachfolgender Tabelle zu entnehmen.
Die Maßangabe „Teile per Hundert" legt das Gewicht der anderen Komponenten als Prozentsatz des Gewichts des Polymers fest. Die Anmelderin weist darauf hin, dass diese Maßangabe dem Fachmann geläufig ist und eine ausführlichere Beschreibung nicht notwendig ist.
Die Formulierung wird bis auf die Aushärtemittel und die Mischung von Fettsäuren in einem internen Mischer vermischt. Die Prozesshilfsmittel unterstützen ein homogenes Vermischen des Carbon Black in dem Chlorbutylpolymer. Die Komponenten liegen, bis auf das Öl, das natürlich flüssig ist, weitestgehend als fließfähige Feststoffe vor.
Die Gummiformulierung wird dann vom internen Mischer in ein offenes Mischwalzwerk überführt. Das Gummi, das weich und geschmeidig / formbar ist, wird dann zwischen zwei Walzen in das offene Mischwalzwerk eingebracht, um eine Folienware auszubilden, die die Vormischung enthält. Das Mischverfahren verläuft exotherm und im Ergebnis führt dieser Vorgang dazu, dass sich das Gummi auf über 100°C erhitzt.
Die Vormischung wird dann 24 Stunden lang ausgekühlt und danach wieder in das offene Mischwalzwerk gegeben, was das Gemisch wieder aufwärmt. Weiterhin werden die Beschleuniger dem Gemisch zugesetzt und es wird gut gemischt. Das Gemisch wird dann durch die Walzen geführt und die Endmischung wird in Folienform ausgewalzt und kann in einer Wanne auskühlen.
Danach wird das Gummi in feste Stäbe von etwa 30 mm Durchmesser extrudiert. Das Gummi ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht vulkanisiert, da der Vulkanisierungsprozess bei den Mischtemperaturen nur langsam fortschreitet. Diese Stäbe werden dann durch querlaufende Schnitte in den benötigten Abständen in Formlinge geschnitten. Die Formlinge werden anschließend in einer Matrize zum Ausformen des Kerns des Golfballs angeordnet.
Die Formlinge werden etwas größer als die Matrize zurechtgeschnitten, so dass sie etwas unter Druck stehen, wenn sie von der Matrize aufgenommen werden. Überschüssiges Material wird während des Formvorgangs aus der Matrize rausgepresst. Das Gummi wird dann in der Matrize in einem Temperierschritt durch Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 160°C über einem Zeitraum von 3 bis 7 Minuten ausgeformt. Während dieses Zeitraums findet die Vulkanisation, zum Beispiel Kreuzvernetzung, statt.
Der innere Kern kann dann aus der Matrize entnommen werden. Danach kann eine SURLYN (Du Pont) Hülle auf dem inneren Kern aufgebracht werden, um einen fertigen Golfball mit einer mit Grübchen versehenen Außenoberfläche herzustellen oder zu diesem zu führen. Dies wird mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens erreicht.
Beispiel 2
Die Formulierung gemäß Beispiel 2 ist der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen.
Die Formulierung wurde wie im Beispiel 1 zur Herstellung eines Kerns für einen Golfball eingesetzt. Bälle, die mit den Formulierungen der Beispiele 1 und 2 hergestellt wurden, wurden dann für das Hallengolfspiel der Anmelderin getestet. Weitere beispielhafte Formulierungen wurden mit N220 Carbon Black gemacht und führten zu noch besseren Ergebnissen. Einige dieser weiteren Beispiele ver zichteten auf Kaolin und Baryt, ähnelten aber ansonsten den Zusammensetzungen der Beispiele 1 und 2.
Der obig mit Bezug auf die Beispiele beschriebene Golfball zeigt einen hohen Energieverlust, wenn er auf eine Wand trifft und dementsprechend ist die Abpralldistanz verringert. Dies wird durch den Einsatz der spezifischen Halogenbutyl-Polymer/Carbon-Black-Mischung bedingt. Im Gegensatz dazu zeigt ein üblicher Golfball einen wesentlich geringeren Energieverlust, wenn er von einer Wand abprallt.
Ein Vorteil des oben beschriebenen Balles liegt darin, dass er unter wechselnden Temperaturbedingungen reproduzierbare Abpralleigenschaften von einer Abprallwand zeigt. Weiterhin verändern sich die Abpralleigenschaften des Balles während des Spiels nicht, so dass kein nennenswerter Anstieg im Abprall zu erkennen ist, wenn das Spiel bereits 15 bis 20 Minuten gespielt wurde.
Es versteht sich von selbst, dass Voranstehendes nur zur Illustration der Erfindung dient, und dass alle Modifikationen und Varianten, die dem Fachmann erkennbar sind, als innerhalb des breiten Schutzumfangs und der Grenzen der Erfindung liegend zu verstehen sind.

Claims

Eine Gummiverbindung enthaltend: Eine Gummikomponente umfassend im Wesentlichen ein Halogenbutyl-Gummipolymer; und Carbon Black in einer Menge zwischen 80 Gew.-% und 100 Gew.-% bezogen auf die Gummikomponente.
Gummiverbindung nach Anspruch 1, wobei das Gummipolymer ein Chlorbutyl-Gummipolymer oder Brombutyl-Gummipolymer ist.
Gummiverbindung nach einem, der Ansprüche 1 bis 2, wobei das Carbon Black 88 bis 92 Gew.-% der gesamten Gummikomponente umfasst.
Gummiverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend einen weiteren Füllstoff, der ein Baryt und/oder Kaolin ist.
Gummiformulierung zum Bilden einer elastischen Gummiverbindung, umfassend: Eine Gummikomponente enthaltend im Wesentlichen Halogenbutyl-Gummipolymer; Carbon Black in einer Menge von zwischen 80 Gew.-% und 100 Gew.-% bezogen auf die Gummikomponente; und Homogenisierungsmittel zum Homogenisieren des Füllstoffs mit dem Polymer.
Gummiformulierung nach Anspruch 5, wobei das Halogenbutyl-Gummipolymer und der Füllstoff wie in einem der Ansprüche 2 bis 4 definiert sind.
Gummiformulierung nach Anspruch 5 oder 6, ferner umfassend Vulkanisierungsmittel zum Vulkanisieren der Gummiformulierung während ihrer Verarbeitung, um Gummi zu bilden.
Gummiformulierung nach Anspruch 7, wobei die Vulkanisierungsmittel umfassen: Zinkoxid und/oder eine Schwefelverbindung wie Disulfid.
Gummiformulierung nach Anspruch 8, wobei die Schwefelverbindungen umfassen: Tetramethylthiuramdisulfid und/oder 2-Dithiobisbenzothiazol.
Gummiformulierung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, umfassend Mittel zum Erleichtern des Mischens und Formens der Formulierung.
Gummiformulierung nach Anspruch 10, wobei das Mittel zum Erleichtern des Mischens und Formens der Formulierung eine Mischung von Fettsäuren enthält.
Gummiformulierung nach Anspruch 11, wobei eine der Fettsäuren Stearinsäure ist.
Gummiformulierung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Misch- und Form-Mittel ferner umfasst: Ein Öl wie paraffinisches und/oder naphthenisches Öl.
Gummiformulierung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, ferner umfassend ein mikrokristallines Wachs.
Golfball, umfassend: Einen geformten elastischen inneren Kern, hergestellt aus einer Gummiverbindung enthaltend ein Halogenbutyl-Gummipolymer und einen Füllstoff, der Carbon Black ist, und eine polymere Hülle, die den inneren Kern umgibt.
Golfball nach Anspruch 15, wobei die Hülle Grübchen hat und eine Dicke und andere Eigenschaften vergleichbar zu der Hülle eines üblichen Golfballs besitzt.
Golfball nach Anspruch 15 oder 16, wobei Carbon Black in einer Menge von 80 Gew.-% bis 100 Gew.-% bezogen auf die gesamte Gummikomponente vorliegt.
Golfball gemäß Anspruch 17, wobei das Carbon Black 88 Gew.-% bis 92 Gew.-% der gesamten Gummikomponente umfasst.
Golfball nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Hülle aus einer Ionomerpolymer-Verbindung hergestellt ist.
Golfball nach einem der Ansprüche 15 bis 19, enthaltend eine Gummiverbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, oder enthaltend eine Gummiformulierung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 14.