ES2283069T3 - Indicador de inmersion para una pelota de golf. - Google Patents
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Abstract
Una composición de perlas de gel de liberación sostenida, que comprende: a) un polímero hidrófilo; b) un agente activo biológicamente; y c) al menos dos agentes de precipitación; en la que al menos uno de los agentes de precipitación comprende zinc y co-precipita el agente activo biológicamente con el polímero hidrófilo, en la que el polímero hidrófilo es alginato.
Description
Indicador de inmersión para una pelota de
golf.
El invento se refiere a una pelota de golf con
un núcleo y una cubierta sobre el núcleo, en el que la cubierta o un
recubrimiento de vidrio sobre la cubierta son permeables al
agua.
Según se ha indicado en la revista "Golf
Digest" de septiembre de 1966, el deterioro de las pelotas de
golf que se introducen en el agua ocurre con una frecuencia
relativamente grande. Como resultado, se ha desarrollado toda una
industria en la recuperación de pelotas de golf que luego se
revenden a pesar del hecho de que la pelota ha pasado una cantidad
de tiempo respetable en el agua. Aunque la cubierta de la pelota de
golf parece ser bastante impermeable, se ha planteado la cuestión en
cuanto al efecto de la inmersión de la pelota durante una serie de
días en el fondo de un estanque yaciendo sobre el fango.
Como se observará, las pelotas de golf vienen en
dos variedades, una pelota de tres piezas y una pelota de dos
piezas. De acuerdo con el párrafo anterior, cuando se probaron
dichas pelotas usando una máquina robótica de golpear con un liftado
de 9,53 grados y un eje extra rígido, con una velocidad de cabeza de
palo de 150,9 kilómetros por hora (93,7 millas por hora) y un ángulo
de lanzamiento de 90 grados y con una velocidad de giro de 2.000
rpm, el resultado para una pelota de tres piezas fue una diferencia
en recorrido de 5,5 metros (6 yardas) después de una inmersión de 6
días, una pérdida de 11 metros (12 yardas) después de tres meses, y
una pérdida de 13, 7 metros después de seis meses.
Para una pelota de dos piezas, la amplitud del
recorrido fue de 5,5 metros (6 yardas) menor y después de haber
estado sumergida durante ocho días, y una cantidad adicional de 3
metros (3,3 yardas) después de tres meses, para un total de 8,3
metros (9,1 yardas). Aunque la inmersión en el agua de las pelotas
de dos piezas típicamente hace a la pelota más dura en cuanto a la
compresión, también disminuye el coeficiente de recuperación o la
capacidad de la pelota para volver a alcanzar su redondez después
del impacto. Los factores anteriores hacen que la pelota vuele una
distancia más corta. Se ha averiguado que las pelotas de tres piezas
se vuelven más blandas en cuanto a compresión, pero también vuelan
una distancia más corta de acuerdo con el párrafo anteriormente
mencionado.
Obsérvese que la construcción de pelotas de golf
se muestra en las siguientes patentes de EE.UU.: 5.609.953;
5.506.950; 5.538.794; 5.496.035; 5.480.155; 5.416.937; 5.314.107;
5.096.201; 5.006.297; 5.002.201; 4.690.981;
4.904.003; 4.979.746; 4.955.966; 4.931.376; 4.919.434; 4.911.451; 4.884.814; 4.863.167; 4.040.770; 4.792.141;
4.715.607; 4.714.253; 4.688.801; 4.683.257; 4.625.964; 4.403.537; 4.136.276; 4.431.193; 4.266.772; 4.065.537;
3.704.209; 3.572.722; y 3.264.272.
4.904.003; 4.979.746; 4.955.966; 4.931.376; 4.919.434; 4.911.451; 4.884.814; 4.863.167; 4.040.770; 4.792.141;
4.715.607; 4.714.253; 4.688.801; 4.683.257; 4.625.964; 4.403.537; 4.136.276; 4.431.193; 4.266.772; 4.065.537;
3.704.209; 3.572.722; y 3.264.272.
La patente de EE.UU. Nº 4.679.795 describe una
composición y un método para la intensificación del color de una
cubierta de pelota de golf mediante el uso de un abrillantador
óptico conjuntamente con una composición pigmentada de cubierta de
pelota de golf.
Cualesquiera que sean los resultados de la
inmersión de una pelota de golf en un estanque, las características
de la pelota en vuelo se alteran por la inmersión. Por tanto, el
problema radica en ser capaz de determinar, cuándo se ha sumergido
una pelota de golf tanto tiempo como para que se pueda rechazar en
beneficio de una pelota nueva.
Esto se consigue, de acuerdo con el invento, en
el que un material soluble en agua o un material activado por el
agua, que causan un cambio de color de la pelota de golf o un
aspecto exterior moteado de la misma o una variación en la marca
indicadora de la pelota de golf tras la presencia de agua, se
disponen en la cubierta o en un recubrimiento intermedio entre el
recubrimiento de acabado brillante y la cubierta o en la cubierta o
entre la cubierta y el núcleo o dentro de la pelota de golf.
Con el fin de atenuar el problema de tener que
tratar con pelotas que podrían haberse sumergido y luego recuperado,
en el presente invento se provee una pelota de golf que cambia de
color o presenta algunos otros indicios después de su inmersión para
indicar que la pelota ha estado sumergida.
En el presente invento, en una realización, se
utilizan colorantes encapsulados como unos medios de crear una
pelota de golf que cambie de color irreversiblemente cuando se
exponga al agua durante largos períodos de tiempo. De este modo, el
invento se usa como un indicador de las pelotas previamente
expuestas a la acción del agua durante uno a varios días en el fondo
de un lago, estanque, dársena u otro cuerpo acuoso. Este tipo de
indicador se usa para avisar a los jugadores de golf en cuanto a
posibles variaciones en las propiedades de las pelotas debido a
largos períodos de exposición al agua.
En una realización, la composición de la pelota
de golf es la de las pelotas de golf tradicionales de dos o tres
piezas. Una pelota de golf de dos piezas es una que tiene un núcleo
macizo de goma y una envuelta exterior construida de una resina dura
tal como una resina de ionómero. Las pelotas de tres piezas son las
que consisten en un material de núcleo sólido o líquido, un núcleo
exterior de goma bobinado o moldeado, y una envuelta de goma de
ionómero o de polibutadieno o de
poli-trans-isopreno, a cuya pelotas
se hará referencia como pelota de balata. En ambos casos, en una
realización, el colorante encapsulado está incluido en un placado
exterior de resina de polímero que contiene el encapsulante de
colorante, seguida de un recubrimiento final de acabado brillante.
Alternativamente, el colorante se podría mezclar, bien directamente
o bien en una forma encapsulada, con la envuelta de ionómero o de
balata de pelota de golf y se podría añadir un solo recubrimiento de
acabado brillante. En ambos casos, la difusión de agua a través del
recubrimiento de acabado brillante, seguida por la difusión a través
del placado exterior encapsulante o de la envuelta, inicia una
difusión lenta de un colorante soluble en agua de las partículas
microencapsuladas. El colorante soluble en agua colorea gradualmente
la envuelta de ionómero o de butadieno, dejando una pelota
permanentemente manchada. El intervalo de tiempo para la difusión
se podría personalizar mediante el ajuste del espesor de los
recubrimientos de película de polímero y el tipo y tamaño del
microencapsulante de polímero, y de los recubrimientos de acabado
brillante y de colorante usados.
Las anteriores y otras características del
presente invento se entenderán mejor cuando se consideren
conjuntamente con la descripción detallada de cuyos dibujos en los
que:
La Figura 1 es una ilustración esquemática de un
jugador de golf golpeando una pelota en una zona con riesgo de
agua;
La Figura 2 es una ilustración esquemática de la
pelota de la Figura 1 tras su inmersión en agua, que muestra un
indicador visual de que la pelota ha estado sumergida en agua
durante un período de tiempo prolongado;
La Figura 3 es una ilustración esquemática de
una pelota de golf de dos piezas que proporciona una indicación
visual de inmersión prolongada en agua, en la que la pelota incluye
un núcleo sólido de goma y una envuelta dura moldeada de un
ionómero o mezcla de ionómeros tal como una resina Surlyn o una
resina similar de un polímero adecuado, estando provista la pelota
de una dispersión de polímero de placado exterior de conformación
que contiene partículas de colorante encapsulado que van sobre la
envuelta o camisa de la pelota, y cuyo placado exterior está
cubierto con un recubrimiento de acabado brillante final que no
contiene partículas de colorante para mantener un elevado acabado de
acabado brillante y proveer una barrera de difusión adicional sobre
la pelota para impedir la liberación de colorante en ambientes
húmedos o mojados;
La Figura 4 es una ilustración esquemática de
una pelota de tres piezas que proporciona una indicación visual de
inmersión prolongada en agua en la que la pelota incluye un sólido,
un líquido o un gel, una banda de goma bobinada o un núcleo exterior
de goma moldeada y una envuelta de material de goma de acabado
brillante tal como goma de balata, mezclas de polibutadieno o un
ionómero de poca dureza Shore y un estrato de placado exterior
adicional de polímero/colorante encapsulado debajo del recubrimiento
final de acabado brillante;
La Figura 5 es un diagrama esquemático que
presenta la difusión de agua en el interior de la pelota cuando ésta
se sumerge en un cuerpo acuoso durante largos períodos de
tiempo;
La Figura 6 es una representación esquemática de
una partícula de colorante encapsulado; y
La Figura 7 es una ilustración esquemática de
una pelota de golf de dos piezas de otro tipo.
Refiriéndose a la Figura 1, en una situación
típica, un jugador 12 de golf ha golpeado a una pelota 10 en una
zona 13 con riesgo de agua, donde reside hasta que es recogida por
el jugador de golf o bien por una compañía dedicada a la
recuperación de pelotas de golf de zonas de agua Hay que hacer notar
que, según se ha mencionado anteriormente, dichas pelotas cuando
están sumergidas durante un largo período de tiempo pierden sus
características de vuelo, e independientemente de que sean lavadas
y revendidas, no recuperarán estas características debido a la
inmersión.
Con el fin de proporcionar una indicación de
pelotas de golf que hayan estado sumergidas en agua durante cierto
tiempo, y con referencia ahora a la Figura 2, se puede ver que la
pelota de golf 10 está provista de un aspecto exterior moteado 15,
que sirve como una indicación de que la pelota ha estado sumergida
en agua.
Es ésta o alguna otra indicación que se active
por el agua lo que provee un método conveniente para el comprador
de una pelota de golf para que se cerciore del hecho de que la
pelota es usada y ha estado sumergida en agua durante cierto tiempo
o ha estado sometida a alguna otra condición predeterminada.
Como se describe posteriormente, en una
realización esta decoloración o indicación característica se provee
mediante la utilización de tintas o colorantes solubles en agua que
se activan a través de la infusión de agua en las partículas de
colorante encapsuladas en una realización. El resultado de la
infusión de agua es que las partículas de colorante emiten sus
colorantes para marcar la pelota de golf de alguna manera
característica. Tanto si se trata de colorantes o de tintas que son
solubles en agua o se liberan tras la activación por agua, no
importa el tipo de indicación de que se trate en tanto que el
jugador de golf que compre la pelota pueda cerciorarse de que de
hecho es una pelota que ha estado sumergida en agua o que de otro
modo no es adecuada para jugar.
Nótese que la tecnología de la liberación
controlada constituye un medio bien demostrado de descargar
lentamente una pequeña cantidad de un compuesto durante un período
de tiempo determinado o en un tiempo específico basado en un
estímulo deseado. En el presente invento, la tecnología de
liberación controlada se usa como una solución al cambio lento de
color de una pelota de golf sumergida en agua. El presente invento,
en una realización, implica el uso de tintas o colorantes que se
micro-encapsulan con un delgado recubrimiento de
polímero para formar pequeñas partículas o perlas. Estas
microcápsulas, que podrían variar en tamaño desde decenas de micras
hasta milímetros, se pueden incorporar en un material de
recubrimiento de polímero duro y vidrioso tal como un éster de
polimetacrilato de metilo o un éster de poliacrilato de vinilo, que
puede actuar como un recubrimiento de acabado brillante para la
pelota, o bien el encapsulante se puede incorporar en la cubierta de
goma o de ionómero de la propia pelota.
Un microencapsulante es un recubrimiento de
polímero utilizado para encerrar un material líquido o sólido dentro
de una partícula pequeña. Los microencapsulantes están generalmente
en el intervalo de décimas a centenares de micras de diámetro. Las
soluciones de encapsulación se han usado para una serie de
aplicaciones en las que un compuesto se deba liberar lenta pero
sistemáticamente a un medio ambiente en las condiciones deseadas.
Los ejemplos incluyen microcápsulas en la descarga de fármacos,
nutrientes vitalizantes o proteínas contenidos en productos
cosméticos de liberación en el tiempo y fertilizantes o pesticidas
para productos agrícolas.
El recubrimiento de polímero podría consistir en
un amplio intervalo de posibles materiales de polímeros y mezclas de
polímeros. La base para la tecnología de liberación máximamente
controlada es la difusión lenta del producto encapsulado a través
del recubrimiento o matriz de polímero y en los ambientes
circundantes. La fuerza de impulsión para la difusión es la
transferencia de masa desde la región interior muy concentrada a la
región exterior diluida. El proceso de la difusión a menudo se
acelera o activa por la presencia de un disolvente que hincha o
disuelve parcialmente la película de polímero, plastificando de ese
modo la película de polímero y aumentando la difusividad efectiva de
la matriz de polímero. El resultado es una mayor velocidad de
transporte del material encapsulado fuera de la microcápsula.
Una segunda solución a los sistemas de
liberación controlada es la disolución lenta de un recubrimiento de
polímero lineal o no degradado en un buen disolvente, que resulta
en la liberación del compuesto encapsulado a medida que las paredes
del recubrimiento se van haciendo más delgadas y por último se
disuelven por completo. En este caso, la velocidad de disolución del
polímero más que la velocidad de difusión por sí sola, es la etapa
determinante de velocidad en la liberación del encapsulante.
Una tercera solución a la liberación controlada
de un material es la macro-encapsulación. En este
caso, el material se libera lentamente de una matriz de polímero
continua, que se podría moldear en cualquier número de formas u
objetos. La principal diferencia entre esta solución y la de la
micro-encapsulación estriba en que en ésta, el
material está encerrado en unas micro-esferas bien
definidas de un orden de magnitud de varios micrómetros, mientras
que en la macro-encapsulación, el material de
interés está directamente encerrado en un objeto de un orden de
magnitud de centímetros o mayor. Ambas soluciones implican la
difusión lenta del material fuera de la matriz o de la envuelta de
encapsulante.
Refiriéndose ahora a la Figura 3, en una
realización del presente invento se ilustra una pelota de golf
convencional 10 de dos piezas con un núcleo sólido 12 de goma que
tiene una envuelta dura moldeada 14 de una mezcla de ionómeros tal
como Surlyn, o una resina de polímero similar. Como puede verse, una
dispersión 16 de placado exterior de polímero 16 de conformación
contiene partículas 10 de colorante encapsulado. con la dispersión
yendo sobre la envuelta o camisa de la pelota.
Este placado exterior se cubre después con una
capa 20 de acabado brillante final que no contiene partículas de
colorante para mantener u alto acabado de acabado brillante y provee
una barrera adicional de difusión sobre la pelota para impedir la
liberación de colorante en ambientes húmedos o mojados.
Análogamente, para una pelota de tres piezas
como la ilustrada en la Figura 4, la bola 30 de tres piezas está
provista de un núcleo interior 32 sólido, líquido o de un gel, un
núcleo exterior 34 de goma bobinada o de goma moldeada y una
envuelta 38 de material de goma lustroso tal como goma de balata,
mezclas de polibutadieno o un ionómero de poca dureza Shore.
Nótese que debajo de la capa final lustrosa 38
se ha formado un estrato 37 de recubrimiento adicional de
polímero/colorante encapsulado.
Refiriéndose ahora a la Figura 5 y como se
describe más adelante, un diagrama esquemático representa la
difusión de agua 50 en la pelota 10 cuando ésta se sumerge en un
cuerpo acuoso durante un largo período de tiempo. Las moléculas de
agua se difunden lentamente como se ilustra en 51 en el interior de
la pelota a través del recubrimiento 52 de acabado brillante. En
algunos casos, existirán cápsulas 54 de colorante en el estrato 56
muy cerca del recubrimiento de acabado brillante y lejos de la
envuelta que aquí se ha ilustrado en 58. El agua primero penetrará
estas cápsulas y luego tardará más tiempo en difundirse a las
cápsulas en el grueso del estrato 56. El agua se filtrará lentamente
o disolverá el microencapsulante permitiendo la difusión controlada
de un colorante soluble en agua fuera de la microcápsula de polímero
y del recubrimiento 52 de acabado brillante, coloreando el
recubrimiento. Con el tiempo, el agua de difundirá a través del
estrato en la envuelta 50 de ionómero donde la resina de ionómero
absorberá permanentemente el colorante, lo que resulta en un cambio
profundo de color.
\newpage
Se podrían usar una serie de diferentes
polímeros y mezclas de polímeros para recubrimiento de
microencapsulación, incluyendo polimetacrilato de metilo, ácido
polimetacrílico, ácido poliacrílico, poliacrilatos, poliacrilamida,
poliacrildextrano, polialquil ciano acrilato, acetato de celulosa,
acetato - butirato de celulosa, nitrato de celulosa, celulosa de
metilo, y otros derivados de la celulosa, nailon 6, 10, nailon 6,6,
nailon 6, politereftalamida y otras poliamidas, policaprolactonas,
polidimetil siloxanos y otros siloxanos, poliésteres alifáticos y
aromáticos, óxido de polietileno, acetato de
polietileno-vinilo, ácido poliglicólico, ácido
poliláctico y copolímeros, poli (metil vinil éter/anhídrido
maleico), poliestireno, ftalato de acetato de polivinilo, alcohol
polivinílico), polivinilpirollidona, goma laca, almidón y ceras
tales como parafina, cera de abejas, y cera de carnauba. Los
polímeros utilizados deben tener una difusividad próxima a cero de
la tinta a través de la matriz de polímero en la ausencia de agua.
Tras la introducción de agua en la matriz circundante y la
subsiguiente difusión del agua a través de la película de polímero,
aumenta la difusividad del recubrimiento de polímero para las
moléculas de colorante, permitiendo el transporte de colorante a
través de la película de polímero. Los sistemas ideales de polímeros
para esta aplicación son los que tienen una permeabilidad limitada
al agua y de ese modo proporcionan un intervalo más largo de
tiempos de difusión antes de liberar el colorante soluble en agua.
Dichos polímeros podrían ser mezclas degradadas o no degradadas de
un polímero hidrófobo y un polímero hidrófilo, películas segmentadas
o en bloques de copolímeros con un bloque hidrófilo o polímeros que
no son solubles en agua, pero que tiene una afinidad pequeña pero
finita para el agua. Tales polímeros incluyen nailons como nailon 6,
10 o nailon 6, poliacrilonitrilo, tereftalato de polietileno (en
adelante PET), y policloruro de vynilo. Más polímeros permeables al
agua que podrían mezclarse con polímeros hidrófobos para ajustar los
coeficientes de permeabilidad del colorante y de agua de la
película incluyen derivados de celulosa, poliacrilatos, óxidos de
polietileno, polidimetil siloxano y alcohol polivinílico.
Los colorantes que podrían usarse deberían ser
solubles en agua y podrían variar desde un amplio intervalo de
materiales colorantes industriales. En condiciones ideales, el
colorante debería ser compatible con el polímero usado para la
envuelta o camisa debajo del recubrimiento de
colorante-encapsulante, los colorantes tónicos y una
serie de colorantes solubles en agua serían particularmente
compatibles con los materiales de ionómero usados comúnmente en
dichas camisas debido a la presencia de grupos de caarboxilato y
ácido carboxílico en el polímero. Algunos sistemas de colorantes
cambian de color en presencia de disolventes más polares. Este
efecto podría ser útil si el colorante tiene muy poco color hasta
que se expone al agua. Algunos colorantes posibles para esta
aplicación podrían incluir colorantes de merocianina y colorantes de
piridinio-N-fenóxido. Los ejemplos
podrían incluir naftaleno naranja G, cristal violeta, rojo disperso
CI y una serie de otros colorantes industriales comunes. Podrían ser
convenientes los colorantes de mayor peso molecular, porque los
colorantes de mayor peso molecular se difunden más despacio a través
de una matriz de polímeros.
Antes de la exposición al agua, el colorante
soluble en agua está encerrado por una película de polímero sólido
rígido, que está sumergido en un medio no acuoso, con una fuerza de
impulsión muy pequeña y una gran resistencia a la difusión a través
del recubrimiento. Como se muestra en la Figura 6, en la exposición
al agua durante largos períodos de tiempo, el agua se difundirá
lentamente en el estarto 56 de polímero y desde allí, a través de la
microcápsula 60 a la partícula 62 de colorante como se muestra en la
Figura 6. La difusión del colorante fuera del estrato 56 se puede
representar con modelos usando las leyes básicas de transferencia de
masa. Nótese que la velocidad a la que se difunde el colorante fuera
de la cápsula se muestra en la Figura 6 que está relacionada con
R_{salida} y R_{entrada} para una cápsula 60 de colorante que
encapsule una partícula 62 de colorante. La primera ley de Fick se
usa comúnmente para modelar el proceso de difusión. En estado
estacionario, la transferencia de masa de colorante desde la
microcápsula se puede modelar usando la siguiente ecuación:
donde dM/dt es la velocidad de
transferencia de colorante con el tiempo, D es la difusividad del
colorante en el estrato de polímero, K es la solubilidad del
colorante en el estrato, C es la diferencia de concentración del
colorante en la microcápsula contra la cápsula exterior, R_{o} es
el diámetro exterior y R_{i} es el diámetro interior de la
cápsula. Para una microcápsula que tenga 50 micrómetros de diámetro,
con un diámetro interior de 15 micrómetros, y por tanto un espesor
de pared de 5 micrómetros, el tiempo necesario para la difusión de
la mitad del colorante a través de una película de polímero tal como
nailon podría abarcar desde diez hasta cien horas, dependiendo de la
solubilidad relativa del colorante en la matriz. Los tiempos de
difusión se pueden personalizar usando diversos polímeros o mezclas
de polímeros, así como diferentes materiales. Procesando las
técnicas, incluyendo el uso de un estrato delgado de recubrimiento
secundario superior de polímero puro que no contenga partículas, se
puede controlar la distribución de micropartículas de tinta para
impedir la liberación inmediata de tintura de las micropartículas
que pudieran estar situadas en la superficie de la
pelota.
La formación de microcápsulas se podría realizar
usando una serie de tecnologías. Estas tecnologías incluyen la
separación de fases de coacervación de polímeros usando la agitación
de suspensiones coloidales de polímero insoluble y el subsiguiente
aislamiento de las micropartículas en un medio no acuoso. Los
recubrimientos de poliamidas y algunos recubrimientos de poliéster
y poliuretano se podrían formar usando polimerización interfacial,
utilizando estabilizadores para formar microemulsiones
estabilizadas. Las técnicas de polimerización con suspensión de
perlas, usando de nuevo un medio no disolvente y no acuoso, se
podrían usar para una serie de polímeros obtenidos a través de la
polimerización de radicales libres de polímeros de vinilo tales como
los poliacrilatos o acetatos, o copolímeros. Podría ser necesario
"esconder" el color del colorante en el microencapsulante si el
recubrimiento de polímero es muy transparente. En este caso, se
puede introducir la incorporación de pigmento blanco en la pared del
recubrimiento de polímero durante el proceso de encapsulación.
Una vez que se han preparado las microcápsulas
con el tamaño y espesor de película deseados, las partículas se
podrían guardar en un desecador, y secarse bajo un vacío con
desecante al menos 24 horas antes de la formulación con una película
de polímero para formar un placado exterior. El medio de polímero
para el placado exterior puede ser un material de recubrimiento de
acabado brillante tradicional como el poliuretano o el poliacrilato.
Las limitaciones de la difusión de agua a las partículas variarán
con la elección de medio de polímero para el placado exterior y para
el recubrimiento de acabado brillante. Los materiales preferidos
podrían incluir poliuretanos, polimetacrilato de metilo,
polimetacrilato de etilo, polibutadieno y diversos polivinilos. Las
partículas deben mezclarse en la película de placado exterior de
polímero en condiciones secas con una humedad del 50% o menos, en
cargas de 1 a 30%. Las condiciones de dispersión podrían ser a
temperaturas inferiores al punto de fluidez del recubrimiento de
microesferas de polímero, o en una mezcla de
disolvente-polímero de placado exterior con un
disolvente que no pueda disolver el recubrimiento de las
microesferas. de polímero.
Las alternativas incluyen el uso de microesferas
degradadas, que no se pueden disolver o fluir bajo calor, o el uso
de un monómero o propolímero líquido degradable. El placado exterior
se puede recubrir por inmersión o por pulverización sobre la pelota
y envejecerse. Luego se puede aplicar a la pelota un segundo
recubrimiento de acabado brillante que no contenga partículas. Los
espesores de recubrimiento del placado exterior y del acabado
brillante deberían aproximarse al espesor de los recubrimientos de
acabado brillante tradicionales usados en las pelotas de golf
convencionales.
En una configuración, la pelota de golf puede
ser una pelota de golf de dos piezas consistente en un núcleo de
goma bobinado y una cubierta gruesa de ionómero Surlyn que contiene
polvo de T1O2 y añil como un abrillantador. Luego se puede aplicar
un recubrimiento translúcido que contiene partículas de colorante.
Este recubrimiento consistirá en un nailon soluble, poliéster, PET u
otro recubrimiento de protección mezclado con un 5% de material
encapsulante colorante. Si la forma encapsulada del colorante está
coloreada, se podría añadir algo de T102 a este estrato para
asegurar que se preserve la blancura. Por último, se añadirá un
recubrimiento final de acabado brillante al estrato exterior. Los
estratos importantes para el cambio de color en la pelota son los
dos estratos más exteriores, que deberían tener aproximadamente 100
micrómetro, o 0,1 mm, de espesor.
En la primera realización, el colorante usado es
un colorante común soluble en agua, Nile Blue. Este colorante es un
material cristalino a la temperatura ambiente y está a la venta
como un polvo granular que contiene cristales de un tamaño
comprendido entre 20 y 40 micrómetros. Estos cristales sólidos son
duros y no porosos y suficientemente pequeños para que, cuando se
dispersan en una matriz a bajas concentraciones, no se detecte un
cambio de color. Las partículas individuales de colorante se
encapsularían con un recubrimiento de gelatina usando la
coacervación de gelatina en un disolvente orgánico para prevenir la
solubilización en agua de las moléculas de colorante; los
procedimientos de coacervación son bien conocidos, y se han usado
durante muchos años en la encapsulación de fármacos y en las
industrias de cosmética y agrícolas. El colorante encapsulado luego
se aislaría y añadiría en una concentración del 1% a un
recubrimiento de polímero de acabado brillante tal como un
recubrimiento de acabado brillante de poliuretano o poliéster. La
pelota de dos piezas recubierta de Surlyn se recubriría por
inmersión con la resina de recubrimiento de acabado brillante que
luego se secaría durante un procedimiento de extracción por
disolventes usando calor y/o flujo de aire; el estrato de placado
exterior tendría un espesor de aproximadamente
100-200 micrómetros. Luego se podría añadir un
segundo estrato de recubrimiento de acabado brillante tal como
poliuretano usando un método de recubrimiento por pulverización.
Este segundo estrato se añadiría con el fin de proveer una barrera
adicional contra la humedad y de asegurar la uniformidad del
recubrimiento de acabado brillante. El espesor del recubrimiento de
acabado brillante debería ser aproximadamente de 100
micrómetros.
De este modo, la pelota resultante contendría un
colorante soluble en agua encapsulado en una delgada película
protectora. La penetración de agua a través de una película de
polímero de 100 micrómetros de espesor tal como un poliuretano con
una DK o difusividad por solubilidad de 60
m^{2}/seg-Pa resultaría en un tiempo medio de
difusión en agua de aproximadamente 10 a 12 horas. El agua podría
entonces acceder a las partículas de colorante del segundo estrato
que contiene encapsulante colorante. El tiempo necesario para la
penetración de agua a través del encapsulante de gel, suponiendo un
radio interior de 40 micrómetros y un radio exterior de 50
micrómetros para un encapsulante típico de gelatina, sería del orden
de 5 a 6 horas, resultando en un cambio de color tras la exposición
al agua de 16 a 10 horas, o esencialmente durante la noche. El
tiempo necesario para la penetración se podría aumentar mediante el
uso de encapsulantes o recubrimientos de protección de acabado
brillante con menores permeabilidades. Un placado exterior basado en
nailon resultaría en tiempos medios de difusión aproximadamente 100
veces más largos, y entonces el cambio de color tendría lugar sobre
el período de 100 a 160 horas o varios días.
Una segunda realización implica el uso de una
partícula de colorante encapsulada en un polímero soluble en agua
tal como óxido de polietileno o ácido poliacrílico, mediante la
formación de una mezcla de partículas duras de colorante en un
pre-polímero fluido. El pre-polímero
podría ser, por ejemplo, una resina de poliacrilamida con un
iniciador activado por temperatura y un agente degradado de
bisacrilamida. La mezcla se añadiría por goteo a un disolvente
orgánico incompatible tal como tolueno con un agente emulsionante
tal como alcohol polivinílico con agitación a grandes velocidades
Las gotas emulsionadas se polimerizan cuando se calienta la
emulsión, y las perlas resultantes contienen partículas de
colorante. Este proceso se puede ajustar para producir perlas de
colorante de tamaños variables. Para esta aplicación se producirían
perlas de 100 micrómetros de diámetro. Las perlas resultantes no
estarían coloreadas, porque el proceso de formación de cabeza se
realiza en la ausencia de agua en condiciones controladas. Las
perlas resultantes luego se aíslan, y se añaden en un 1% en peso a
un recubrimiento de acabado brillante de poliuretano seguido de un
segundo recubrimiento de acabado brillante de protección. En este
caso, la difusión del colorante dependería sólo del espesor del
recubrimiento exterior de protección. Una vez que el agua llega a
las partículas de colorante, las perlas de poliacrilamida se
hincharían, y la difusión del colorante a través de las perlas de
poliacrilamida sería muy rápida, resultando en la liberación de un
colorante muy intenso en el placado exterior de la pelota de golf.
Según se ha descrito en la primera realización, la difusión a través
de un recubrimiento de protección de acabado brillante podría
abarcar desde 10 a 100 horas dependiendo del polímero elegido para
el recubrimiento. Los polímeros a elegir incluyen poliuretanos y
nailons tales como nailon 6,6, nailon 6 y nailon 6,10.
En una tercera realización, se usa un compuesto
incoloro denominado un formador de color. Los formadores de color se
convierten en colorantes intensos cuando se exponen a un revelador.
El revelador es una arcilla o resina ligeramente ácida que absorbe o
disuelve al formador de color y resulta en un colorante coloreado.
Esta tecnología se ha desarrollado extremadamente bien, y se ha
usado para las industrias de impresión térmica, impresión
electrocrómica, y de productos sensibles a la presión (papel de
copia sin carbón). Los colores obtenidos con estos colorantes
incluyen sombras de negro y de azul muy intensas que se reconocerían
fácilmente contra una pelota de golf blanca.
En este invento, el revelador se mezclaría en la
resina de acabado brillante junto con partículas encapsuladas que
contengan el formador de color. La difusión del agua activaría al
revelador, y el agua y el revelador se difundirían en la
micropartícula que contiene el formador de color. El colorante
resultante luego se liberaría de la micropartícula. En este ejemplo,
un formador de color común conocido como Cristal violeta lactona,
que va desde incoloro hasta azul en la presencia del revelador, se
encapsula en una microcápsula de nailon usando polimerización
interfacial.
En el proceso de polimerización, el formador de
color, que es un compuesto orgánico y no soluble en agua, está
contenido en una fase orgánica con un cloruro diácido que luego se
hace entrar en contacto con una diamina en solución acuosa que
contiene una base débil. Las gotitas emulsionadas resultantes se
convierten en micropartículas para la industria del papel de copia
sin carbón, que está bien documentada. Luego se puede formular una
resina de acabado brillante para contener un revelador de color
disponible en el comercio. Un revelador común es el bisfenol A, que
es barato y más bien fácil de tratar. Una segunda elección que es un
revelador más eficaz y por tanto requiere menores cantidades, pero
es más caro, es el salicilato de cinc. Ambos compuestos se pueden
añadir al encapsulante que contiene recubrimiento interior en
pequeñas cantidades- 1 a 5% en peso.
El proceso de difusión en agua implicará la
solubilización del revelador soluble en agua. El agua entonces actúa
como un portador del revelador y lo descarga por medio de una
difusión al formador de color en las micropartículas. El colorante
se convierte después en un colorante coloreado soluble en agua, que
puede difundir las micropartícula para producir una pelota
coloreada. Para este ejemplo, las velocidades de difusión dependen
del espesor de un segundo recubrimiento protector de poliuretano o
nailon, que regula la velocidad con que el agua llega a las
primeras micropartículas de formador de color, que de nuevo se puede
ajustar desde 10 a 100 horas. La intensidad o eficacia del sistema
se podría perfeccionar colocando al revelador en este recubrimiento
exterior, mientras que el formador de color encapsulado permanece en
el recubrimiento interior.
Todos los ejemplos anteriormente expuestos
implican la formación de un recubrimiento de acabado brillante de
dos estratos en la pelota de golf. La liberación resultante de
colorante desde el estrato interior dará lugar a la coloración del
recubrimiento de acabado brillante y de la cubierta subyacente de la
pelota de golf. El invento descrito se podría usar para la detección
de la absorción de agua en las pelotas de golf de dos o de tres
piezas.
Las etapas de proceso requeridas para fabricar
pelotas de golf varían dependiendo del fabricante y de las
propiedades finales de la pelota deseada. Este invento implica la
modificación de las etapas del proceso de acabado final en la
fabricación de la pelota de golf. La aplicación de la imprimación,
de la etiqueta y del recubrimiento de acabado brillante se
sustituyen por:
- 1.
- Aplicación de imprimación en la cubierta de la pelota de golf.
- 2.
- Aplicación del logotipo o etiqueta de la compañía fabricante.
- 3.
- Recubrimiento por inmersión del recubrimiento de acabado brillante con partículas de encapsulante en la pelota de golf.
- 4.
- Secado/extracción por disolventes y/o envejecimiento de encapsulante que contiene recubrimiento de acabado brillante.
- 5.
- Recubrimiento por pulverización del segundo recubrimiento de acabado brillante.
- 6.
- Secado o envejecimiento del segundo recubrimiento de acabado brillante.
Se podrían usar la rotación o el caudal de aire
para secar el primer recubrimiento y asegurar un recubrimiento
uniforme. El espesor del segundo recubrimiento debería controlarse
bastante bien para asegura un período apropiado de tiempo antes de
que se active el cambio de color.
Por tanto, se ha descrito una pelota de golf que
contiene partículas de colorante que se activan por la presencia de
agua, lo que resulta en un marcador de cambio de color que destruye
eficazmente el aspecto exterior de la pelota, avisando al consumidor
de las pelotas que han estado expuestas al agua durante períodos de
tiempo desmesurados, y de la posibilidad de unas prestaciones
deficientes de la pelota.
Lo anteriormente expuesto describe la
incorporación de colorantes en un recubrimiento intermedio entre el
recubrimiento de acabado brillante y la cubierta de la pelota de
golf. Una solución diferente implicaría la incorporación de
colorante en la propia cubierta de la pelota de golf. En esta
realización, ilustrada en la Figura 7, el colorante 60 se podría
incorporar en la cubierta de ionómero de la pelota de una pelota 62
de golf de dos piezas como una partícula sólida o como un colorante
encapsulado. En este caso, la pelota tiene un núcleo 64 y una
envuelta 66 que actúa como una cubierta. Los colorantes existentes
son partículas de colorante sólidas y cristalinas que tienen de10 a
100 micrómetros de diámetro. Si dichos colorantes se pueden componer
con el ionómero a temperaturas inferiores al punto de fusión del
colorante, las partículas de colorante permanecerían suspendidas en
la matriz de polímero sin colorear perjudicialmente a la pelota.
Tras la absorción de agua en la cubierta de ionómero, el colorante
empezaría inmediatamente a disolverse, produciendo un aspecto
exterior coloreado y lleno de manchas en la cubierta de la pelota.
En este caso, el recubrimiento 68 de acabado brillante de la pelota
de golf es la protección principal contra el agua, y a medida que el
agua penetra el recubrimiento de acabado brillante y empieza a
difundirse en la envuelta o cubierta 66 de la pelota, se producirá
el cambio de color. El uso de un colorante encapsulado se podría
utilizar para obtener un control mejor del proceso de decoloración.
El encapsulante de colorante usado tendría que elegirse de manera
que soportase las condiciones compuestas de la pelota de
ionómero.
Habiendo descrito ahora unas pocas realizaciones
del invento, y algunas modificaciones y variaciones al mismo, para
los expertos en la técnica resultará evidente que la exposición
anterior es meramente ilustrativa y sin carácter limitativo,
habiéndose presentado solamente a título de ejemplo. Numerosas
modificaciones y otras realizaciones están dentro del alcance de la
técnica común, y se contemplan como dentro del alcance del invento
en cuanto está limitado solamente por las reivindicaciones que se
adjuntan como apéndice.
Claims (6)
1. Una pelota de golf (10, 30) con un núcleo
(12, 32) y una cubierta (14, 36) sobre el núcleo (12, 32) en la que
la cubierta (14, 36) o un recubrimiento de acabado brillante (38)
sobre la cubierta (14, 36) es permeable al agua,
caracterizada porque un material soluble en agua o un
material activado por agua (16, 36, 54), que causa un cambio de
color de al menos una parte de la pelota de golf o un cambio de una
marca indicadora en la pelota de golf tras la presencia de agua,
está dispuesto en la cubierta (14, 36) o en un recubrimiento
intermedio entre el recubrimiento de acabado brillante (38) y la
cubierta (14, 36) o en el núcleo (12, 32) o entre la cubierta (14,
36) y el núcleo (12, 32) o dentro de la pelota de golf (10, 30).
2. La pelota de golf (10, 30) de la
reivindicación 1, en la que dicho material activado por agua incluye
una partícula de colorante y la microencapsulación de la misma.
3. La pelota de golf (10, 30) de la
reivindicación 1, en la que dicho material activado por agua o
soluble en agua (18, 36, 54) es un colorante.
4. La pelota de golf (10, 30) de la
reivindicación 1, en la que dicho material activado por agua o
soluble en agua (18, 36, 54) está microencapsulado.
5. La pelota de golf (10, 30) de la
reivindicación 1, en la que dicho material activado por agua o
soluble en agua (18, 36, 54) es una tinta.
6. La pelota de golf (10, 30) de una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la pelota de
golf (10, 30) tiene unas características predeterminadas de juego
que incluyen peso, tamaño, simetría esférica, distancia máxima y
velocidad inicial en conformidad con las normas características de
la PGA para pelotas de golf (10, 30).
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