JP3729394B2 - ゴルフボールの圧縮成型 - Google Patents
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Description
【発明の分野】
本発明は、多層ゴルフボールコアの圧縮成型方法の改善に関するものである。
【0002】
【発明の背景】
一般に、ゴルフボールは、中実ゴルフボールまたは糸巻きゴルフボールとして分類されてきた。中実ボールは、中実な高分子コア及びカバーから成るのが典型的である。これらのボールは、一般に製造し易いが、プレー特性が最適ではないまたは限定されていると考えられている。糸巻きボールは、引っ張ったエラストマー材料で囲繞した中実または液体を充填したセンタ及びカバーから成る。糸巻きボールのプレー特性は一般に良いとされるが、中実ボールより製造が難しい。
【0003】
従来の技術によりプレー特性を最適にするために様々なゴルフボールがデザインされてきた。これらのプレー特性には、ゴルフボールの初速度及びスピンが含まれ、斯かる特性は様々な腕前のプレーヤーに対して最適なものにすることが出来る。例えば、あるプレーヤーは柔らかい感じでスピン速度が高くプレーヤーがボールをコントロールまたは「ワーク(work)」することの出来るボールでプレーすることを好む。しかしながら、この性質のボールは、スピン速度が高いことから若干飛距離が短くなる傾向がある。他のプレーヤーはスピン速度が低くく従って飛距離を最大に出来るボールでプレーする傾向にある。しかしながら、これらのボールは、感じが硬く且つグリーン周りのコントロールが難しい傾向を示す。
【0004】
上記に説明した望ましい特性を理想的に組み合わせたゴルフボールを製造する方法が多数ある。製造者は、球形の圧縮型内においてコア材料から成る二つのブロックの間に予備成形したセンターを配置して、斯かる型を閉じることで中実なセンターの周りに層を成型してきた。しかしならば、この方法は、ゴルフボールコア内でのセンターの究極的な配置に対するコントロールが殆どできない。センターの位置が様々になり、ゴルフボールの究極的な性能に極端に不利益となる。別の中実なセンターを中心に位置決めするのを改善する方法は、一体にされると、中実なセンターが載置される中空のキャビティを創出する2つの二分した金型部分で2つの半球形のポリマーカップを成形する。該2つのカップは高分子材料の効果温度を超えるまで圧縮しつつ加熱されてゴルフボールコアが成形される。しかしながら、中心への位置決めについては改善されるものの、ある所望の温度(典型的には高温)且つ材料成分(低レベルの強化ポリマー)では、カップが金型表面から引っ張られる傾向があり、シェル材料の変位により若干中心ーがずれた中実なセンターが出来上がってしまう。
【0005】
従来の技術は、また、2重カバーのゴルフボールの製造を可能にする。これは、一般に、コアの周りに最初に第1のカバー層を射出成型し、次にその周りに第2のカバー層を射出成型することで可能となる。しかしながら、この方法は複雑な射出金型を必要とし、通常、斯かる金型内に引っ込み自在のピンを備えて、コアを適切に位置決めするように構成される。更に、この方法は、一般に熱可塑性材料と相性がよく、従って、斯かる材料を使用する場合にはより理想的に適している。
【0006】
従って、個々で所望されるものは多層コアを成型する方法の改善において、圧縮成型ようのセンタープレートを使用してコアを適切に中心に配置することを確実にし、高温においてカップまたはマントル層の成形が可能であり、且つ、必要とする強化ポリマーの量を低減して改善した配合の使用を可能にする多層コアを成形する方法の改善である。
【0007】
【発明の概要】
本発明は、ゴルフボール、特に、中実または流体センターを備えた多層コアのゴルフボールを製造する方法を提供する。斯かる方法は、中実または流体充填したセンターを成形すること、及び、次いで、ポリブタジエンをベースにした材料等の熱硬化性材料から成るのが好適なエラストマー材料から、結合されて中空の球形を成形する半球形のカップを成型することから成る。
【0008】
前記半球形のカップは、各々、半球形のキャビティを有し、斯かる半球形のキャビティは、半球形のキャビティを有する第1の金型取付板及び半球形の突起を備えた第2の金型取付板により構成される。第1の金型取付板は、キャビティ径、及び、それに加えて、斯かるキャビティを囲繞する周方向溝を有し、該溝は内径及び外径を有する。前記溝の内径は、第1の金型取付板のキャビティ径より大きい方が好適である。第2の金型取付板は、チャネルを有し、該チャネルは、前記半球形の突起の周りに配置され、該チャネルは、内径、外径及び中心径を有する。チャネルの内径は、中心径より小さいのが好適である。更に、チャネルの外径は、第1の金型取付板の内側溝径より大きい。
【0009】
半球形のカップは、エラストマー材料から、所定量の該エラストマー材料を第1の金型取付板のキャビティ内に設置し、第1の金型取付板に第2の金型取付板を並置し、第1及び第2の金型取付板を圧縮してカップを成形することで成形され、前記成形されるカップは、略半球形のキャビティ及び第1の金型取付板の溝内へ伸長するリップを有する。センターは、カップの間に配置される。カップは、次いで、センターの周りで接合されて略同心のセンターを備えた略球形のコアが成形される。前記リップがカップを均一な厚さの形状に維持することから、センターは最終コア内で同心状に位置決めされる。最後に、カバーがコアの周りに成型される。
【0010】
1実施の形態では、前記チャネルは、キャビティ径とほぼ同一の中心径を有する。チャネルは、約0.0254cm(約0.01インチ)より深いのが好適である一定の深さを有する。より好適には、斯かる深さは、約0.0254cm乃至0.127cm(約0.01乃至0.05インチ)であり、最も好適には、深さは0.0508cm乃至0.762cm(約0.02乃至0.03インチ)である。別の実施態様では、チャネルの内径は、キャビティ径の約55%と99.5%の間に在る。チャネルの外径は、溝の内径の約100.5%及び105%の間に在るのが好適である。
【0011】
チャネルは、第1及び第2の側壁を有し、各側壁は、該チャネルの中心から測定して、水平から90度未満の角度を有する。より好適には、斯かる角度は、水平から約30度乃至60度であり、最も好適には、斯かる角度は、水平から40度乃至50度である。従って、チャネルは、1実施形態では、切頭円錐形の断面により画定することができる。別の実施形態では、第1及び第2の側壁は、各々、一定の半径を有する円弧により画定される。
【0012】
更に、チャネルは、頂部幅及び該頂部幅より狭い底部幅を有する。底部幅は、役0.254乃至0.381cm(約0.1乃至0.15インチ)であるのが好適である。より好適には、底部幅は、0.3048乃至0.3302cm(約0.12乃至0.13インチ)である。
【0013】
本発明による好適な実施例では、2つのカップは熱硬化性材料であり、カップを接合する段階は、カップの温度を上昇させて架橋を起こす段階を備える。カップを接合する段階は、更に、架橋してカップを接合する時にカップの縁を一体に圧縮する段階を備える。
【0014】
本発明は、また、多層コアを有するゴルフボールを製造する金型において、一定のキャビティ径を有する複数の半球形のキャビティ、及び、内径であって前記キャビティ径より大きい内径及び外径を有する各キャビティを囲繞する周方向溝を有する底部金型取付板と、一定のキャビティ径を有する複数の半球形のキャビティ、及び、内径であって前記キャビティ径より大きい内径及び外径を有する各キャビティを囲繞する周方向溝を有する頂部金型取付板と、複数の半球形の突起、及び、該突起の周りに同心状に配置された対応するチャネルであって、前記キャビティ径より小さな内径及び前記溝内径より大きな外径を有するチャネルを有する中心金型取付板とを金型を開示する。
【0015】
好適な方法では、上記の金型を使用して、エラストマー材料から複数のコア半球形カップが、所定量の前記エラストマー材料を前記底部金型取付板及び頂部金型取付板のキャビティ内へ設置し、中心金型取付板を頂部金型取付板及び底部金型取付板の間に配置し、且つ、前記金型取付板を圧縮して、底部及び頂部金型取付板内にカップであって、略半球形のキャビティ及び溝内に伸長してカップに連結されて該カップの形状を維持するようにされたリップを有するカップを成形する。中心金型取付板、頂部及び底部金型取付板から取り出される。中実または流体センターが頂部金型取付板のカップ内に設置され、底部金型取付板が頂部金型取付板の上に載せられる。2つのカップがセンターの周りで接合されて、略球形のコアが成形され、カバーがコアの周りに成型される。
【0016】
1実施形態では、前記チャネルは、キャビティ径とほぼ同一の中心径を有する。チャネルは、約0.0254cm(約0.01インチ)より深いのが好適である一定の深さを有する。より好適には、斯かる深さは、約0.0254cm乃至0.127cm(約0.01乃至0.05インチ)であり、最も好適には、深さは0.0508cm乃至0.762cm(約0.02乃至0.03インチ)である。別の実施態様では、チャネルの内径は、キャビティ径の約55%と99.5%の間に在る。チャネルの外径は、溝の内径の約100.5%及び105%の間に在るのが好適である。
【0017】
チャネルは、該チャネルの中心に向かって集中する第1及び第2の側壁を有し、各側壁は、水平から90度未満の角度を有する。より好適には、斯かる角度は、水平から約30度乃至60度であり、最も好適には、斯かる角度は、水平から40度乃至50度である。従って、チャネルは、1実施形態では、切頭円錐形の断面により画定することができる。別の実施形態では、第1及び第2の側壁は、各々、一定の半径を有する円弧により画定される。
【0018】
更に、チャネルは、頂部幅及び該頂部幅より狭い底部幅を有する。底部幅は、役0.254乃至0.381cm(約0.1乃至0.15インチ)であるのが好適である。より好適には、底部幅は、0.3048乃至0.3302cm(約0.12乃至0.13インチ)である。
【0019】
本発明による好適な方法では、底部金型取付板は中心金型取付板及び頂部金型都立径がに連結される。カップを成型するには、中心金型取付板を頂部金型取付板の上に折り重ねる。次いで、頂部金型取付板及び中心金型取付板を底部金型取付板の上に折り重ねる。次いで、金型取付板を圧縮してカップを成形する。
【0020】
1実施形態では、中心金型取付板は、更に、実質的に同一サイズの半球形突起を設けることを含む。或いは、斯かる半球形突起は、取り替え可能に中心金型取付板に結合される。
【0021】
1実施形態では、金型取付板を圧縮する段階が、更に、エラストマー材料の温度を、該材料の硬化開始温度より低い第1の温度まで上昇させて、前記材料を柔軟にすることを含む。次いで、カップを接合する段階は、前記材料の温度を前記硬化開始温度より高い第2の温度まで上昇させて材料を架橋することを含む。
【0022】
本発明は、更に、センター及びシェルを有する球を成型する装置において、一定のキャビティ径を有する複数の半球形のキャビティ、及び、内径であって前記キャビティ径より大きい内径及び外径を有する各キャビティを囲繞する周方向溝を有する底部金型取付板と、同一のキャビティ径を有する複数の半球形のキャビティ、及び、内径であって同一の内径及び外径を有する各キャビティを囲繞する周方向溝を有する頂部金型取付板と、複数の半球形の突起、及び、該突起の周りに同心状に配置された対応するチャネルであって、前記キャビティ径より小さな内径及び前記溝内径より大きな外径を有するチャネルを有する中心金型取付板とを金型に関する。
【0023】
1実施の形態では、前記チャネルは、キャビティ径とほぼ同一の中心径を有する。チャネルは、約0.0254cm(約0.01インチ)より深いのが好適である一定の深さを有する。より好適には、斯かる深さは、約0.0254cm乃至0.127cm(約0.01乃至0.05インチ)であり、最も好適には、深さは0.0508cm乃至0.762cm(約0.02乃至0.03インチ)である。別の実施態様では、チャネルの内径は、キャビティ径の約55%と99.5%の間に在る。チャネルの外径は、溝の内径の約100.5%及び105%の間に在るのが好適である。
【0024】
別の実施例では、チャネルは、第1及び第2の側壁を有し、各側壁は、該チャネルの中心から測定して、水平から90度未満の角度を有する。より好適には、斯かる角度は、水平から約30度乃至60度であり、最も好適には、斯かる角度は、水平から40度乃至50度である。従って、チャネルは、1実施形態では、切頭円錐形の断面により画定することができる。別の実施形態では、第1及び第2の側壁は、各々、一定の半径を有する円弧により画定される。
【0025】
更に別の実施例では、チャネルは、頂部幅及び該頂部幅より狭い底部幅を有する。底部幅は、役0.254乃至0.381cm(約0.1乃至0.15インチ)であるのが好適である。より好適には、底部幅は、0.3048乃至0.3302cm(約0.12乃至0.13インチ)である。
【0026】
【好適な実施例の説明】
図1及び図2を参照して、本発明は、多片ゴルフボール10の成形方法に関する。より詳細には、本発明は、コア12及びカバー11を有するゴルフボール10を成形する方法において、前記コア12が、センター13及び外側層16から成ることを特徴とするゴルフボールを成形する方法に関する。図1に図示した如く、センターは、流体を充填したシェル15を有した液体充填センターとすることができるし、または、図2に図示するごとく、中実とすることができる。
【0027】
上記に述べた如く、本発明は、主として、センター13が実質上外側層16内で同心となるようにセンター13の周りに外側層16を成形する方法に関する。センター及びカバーを成形する方法を下記により詳細に説明する。
【0028】
図3及び図3Aを参照すると、外側層16は、最初に半球形カップ31を成形することで成形される。第1のカップ31は、図3に図示する如く、カップまたは好適にはポリブタジエンベースのエラストマーから成る材料を、キャビティを有した第1の略半球形の凹形金型部品32と、略半球形の突出した金型部品34との間で圧縮成型することで成形される。前記突出金型部品34は、第1の略片球形の突起を有し、該突起は第1の凹形金型部品32内のキャビティ33に対向すると共に協働する。突出した金型部品34は、複数の心合わせピン28を含み、該心合わせピンは、凹形金型部品32内の複数の孔29と嵌め合う。前記金型部品32及び34は互いに向かって移動されて第1のカップを成形するようにされると、心合わせピン28が孔29と整合して、突起35が同心状または同軸状にキャビティ33と整合するのを確実にする。好適には、突起35及びキャビティ33は同軸上に整合して、カップの形状をしたキャビティを成形し、該キャビティは、ゴルフボールコア外側層16の厚さとほぼ等しい略均一の厚さを有する。凹形金型部品32は、前記キャビティを囲繞する周方向の溝34gを有し、該周方向溝は、一定の内径D3及び一定の外径D5を有し、内径D3は、キャビティ径D2より大きい。第2のカップは、次いで、同じ方法で成形される。
【0029】
突出した金型部品34は、深さ、幅及び複数の半径を有し且つ面34f内に切り込まれたチャネル34cを有し、該チャネルは、半球形突起35を中心に同心状になっている。チャネル34は、内径D1及び外径D4を有する。本書において使用される場合には、チャネル外径は、該チャネルの外側壁により成形される円の直径として定義される。本書で使用される場合には、チャネル内径は、該チャネルの内側壁により成形される円の直径として定義される。好適には、チャネル内径D1は、キャビティ径D2より小さく、チャネル外径D4は、溝内径D3より大きい。チャネルは、また、チャネル外径D4及びチャネル内径D1の中間点において測定した時のチャネルにより成形される円の径として定義される中心径を有する。最も好適な実施の形態においては、チャネル中心径は、キャビティ径D2とほぼ同じであり、チャネルの全体ではなく一部が凹形金型部品32の半球形キャビティの外側縁に重なるようにされる。斯かる重なり合いとチャネルの協働によりカップの余分な材料の流を制御してチャネルに流れるようにして、カップと溝内の余分はポリマーとの間にポリマーの橋が成形される。好適には,チャネルの内径D1は、キャビティ径D2の約95%及び99.5%の間に在る。或いは、チャネル外径D4は、溝内径D3の約100.5%及び105%の間にある。
【0030】
ポリブタジエンのプレップ(preps)を金型内に設置して、加熱及び圧縮して第1または第2のカップを成形する時には、カップを成型した後で突出した金型部品34を取り外す時に材料が金型縁から引き離される傾向にある。凹形金型部品32内のキャビティのリム及び突出した金型部品34の面34fは、ピンチダイとして機能して、オーバーフロー溝とカップとの間に残存するポリブタジエン材料の薄い層を効果的にせん断することができる。突出した金型部品を取り外す時には、未硬化のポリブタジエン製のカップの前記薄いオーバーフロー層がせん断された領域が突出した金型部品が以前に充填された半球形の空隙に向けてキャビティの縁から引っ張られて離れて、カップが真ん丸でなくなると共に、それによりコアの設置が不適切となる。本発明により画成されるチャネルは、カップの成形中にカップ材料が第1の凹形金型部品32の縁を超えることが可能になり、金型部品の縁に対するカップの構造上の一体性を維持する一助となる。チャネルは、溝34g内へ伸長するリップを成形する余分なカップ材料に加えて、余分なカップ材料の捕獲を可能にして、カップを構造的に支持して、凹形金型部品32内部のカップが壁から引っ張られて離れる、または、キャビティの外側の余分な材料から挟まれて離れる傾向を減らす。カップを凹形金型部品32の壁に当接させておくのを助ける材料から成るチャネルを使用することから得られる利点は、カップの成形中の冷却用件が低減できること、成型時に半球形のキャビティの心合わせがより良くできること、及びトランス−ポリイソプレン等の強化ポリマー材料の必要性を低減または排除できることであるが、これらに限定されるものではない。
【0031】
チャネル内にポリマーがカップの成型時にカップを物理的に支持することから、2つの異なる利点が生じる。第1の利点は、成型温度が高くなることである。以前の方法は、高温になるとカップが引っ張られて離れてしまうため成型温度に制限があった。高成型温度を使用することでサイクル時間(最初の加熱、冷却、第2の硬化のための加熱)低減されると共に、総エネルギー入力が低くなる。第2の利点は、カップの配合に使用する強化ポリマー材料の量をゼロにするか、または、低減することである。ポリイソプレン等の強化ポリマーを添加して、カップが金型キャビティとの接点において無償となるのを助けるようにするのは典型的なことである。また、強化ポリマーは高度な給湿材料である。チャネルの追加及びその後に起きるカップの物理的支持により強化ポリマー材料の排除が、所望であれば、可能となり、其の結果、速いゴルフボール(速度の増大)が生まれる。作業性が悪い強化ポリマー材料を排除できることで、製造工程も著しく単純且つ容易になる。
【0032】
チャネルは、一定の深さ(Cd)を有し、該深さは、チャネルの縁からその幅の半分の位置の点において垂直に測定した突出した金型部品34の面からチャネルの底部までの深さである。斯かる深さは、一般に約0.0254cm(約0.01インチ)より深い。好適には、斯かる深さは、約0.0254乃至0.127cm(約0.01乃至0.05インチ)である。より好適には、斯かる深さは、約0.0508乃至0.0762cm(約0.02乃至0.03インチ)である。チャネルは、頂部幅(tw、突出した金型部品34の面34で測定した)及び底部幅を有する。底部幅(bw)は、本書で使用される場合には、チャネルの最深部分であって、該部分の傾斜がゼロに近づき且つ連続している最深部分の幅として定義される。好適には、頂部幅が底部幅より大きい。より好適には、底部幅は、約0.254乃至0.381cm(約0.1乃至0.15インチ)である。最も好適には、斯かる底部幅は、約0.3048乃至0.3302cm(約0.12乃至0.13インチ)である。チャネルの底部は、突出した金型部品の面34fの平面に平行であるのが好適である。
【0033】
チャネルは、また、第1及び第2の側壁を有し、該側壁によりチャネルの底部が突出した金型部品34の面に接続される。側壁は、水平から90度未満の角度(θ1及びθ2)であるのが好適である。より好適には、側壁の角度は、水平から約30乃至60度である。最も好適には、側壁の角度は、水平から約40乃至50度である。或いは、第1及び第2の側壁はチャネルの底部の中心で集中して、チャネルの断面が三角形の形状になるように構成される。更に、第1及び第2の側壁は、一定の半径を有する円弧により画定することも可能である。例えば、半径が小さな円弧により画定される側壁は曲率半径がきつくなる一方で、半径が大きな円弧により画定される側壁は曲率半径が広くなる。好適には、第1及び第2の側壁は、各々一定の半径を有する円弧により画定され、斯かる半径は、チャネル底部幅の2分の1より大きな半径である。側壁は、また、チャネル底部に対して垂直または水平とすることが可能である。第1及び第2の側壁の角度、形状及び/または程度は必ずしも同一である必要はない。
【0034】
或いは、2つのカップは、第1及び第2の突起を有する1つの突出した金型部品の周りに同時に圧縮成型されるのが好適である。斯かる金型部品は、更に、突起に外接するタング(tongue)パターン等の非平面である表面を含む。
【0035】
第1及び第2の半球形凹形金型部品は、互いに対向して位置決めされており、斯かる凹形金型部品間に突出した金型部品が設置される。心合わせピンは、心合わせ孔と嵌め合って、突起が確実に凹形金型部品に同心または同軸状に整合する。カップを成形する時には、プレップがカップを成形するのに必要材料より多い材料を含むのが好適である。例えば、必要な材料より20%多い材料を使用するのが好適である。
【0036】
センターは、カップの間に設置されて、2つのカップが接合される。カップは、この段階の間中それぞれの半球形金型内に保持されるのが好適である。カップは高温及び高圧で一体に圧縮されると共に、各カップの余分な材料が、流れて一緒に混合して架橋する。この段階での温度は、カップ材料の硬化開始温度より高くされるから、材料が架橋する。カップの接合は、突出した金型部品を取り外して、圧縮金型を第2のサイクルにかけ、カップを加熱して一体に圧縮する。
【0037】
接着剤を塗布してセンターをカップに結合するようにして達成することも可能である。ポリブタジエンカップと一緒に使用するのに好適な接着剤はエポキシであり、低粘度の液体樹脂をブレンドして形成され、且つ、硬化状態において可撓性を有するような配合にされる。適当なエポキシは、凡そ1:1の容積比の約83重量パーセントのAB−83硬化剤を100重量パーセントのエポキシレジン#1028に混合することで形成され、双方ともRBCインダストリー社(RBC Industries,Inc)より市販されている。エポキシは、液体の状態では、計測、混合及び分与装置に使用するのに理想的である。このエポキシは、好適には、約25℃(77°F)で18乃至24時間で、約35℃(95°F)で6時間で、約48.9℃(120°F)で3時間で、または、約65.6℃(150°F)で1時間で硬化するのが好適である。硬化した接着剤の物理的特性は、エラストマーウレタンの物理的特性に似ている。硬化した接着剤は、ノッチのアイゾッド衝撃強度が5.50ft−lb/inであり、25℃での引っ張り強度が2,200psiであり、25℃での圧縮強度が6,000psiであり、且つ、ショアD硬度が45である。好適には、硬化したセ接着剤のショアD硬度は、エラストマーカップ材料の硬度の20ショアD以内であるのが好適である。
【0038】
カップが、一旦接合されると、カバーが、カバーの2つの2分した部分を、ディンプルを付けた金型内のコアの周りに圧縮成型、または、引っ込み自在のピンを備えたディンプルを付けた金型内のコアの周りにカバー材料を射出成型することで成形することができ、前記引っ込み自在のピンは、コアをディンプルを付けた金型内で位置決めすると共に、カバーが、完全に凝固または冷却される前に引っ込む。
【0039】
さて、図4を参照すると、センターを成形するのに最も好適な成型工程は、金型組立体100を使用し、該金型組立体は、下部または底部金型取付板101、上部または頂部金型取付板102及び中心金型取付板103を供える。底部及び頂部金型取付板101及び102は、複数の嵌め合いキャビティ104及び105を含み、斯かる嵌め合いキャビティは、球を成形すると共に、該球は上記に説明した如くゴルフボールコアのサイズである。突起106は、上記に記載したボールセンターの半分とほぼ同じサイズの半球である。
【0040】
先ず第1に、ステップ1に図示した如く、ポリブタジエン等のコア外側層材料107は、底部及び頂部金型取付板のキャビティ104及び105の間に設置される。次いで、ステップ2Aを参照すると、中心金型取付板103は、頂部金型取付板102に整合するように移動されて、突起106がキャビティ105と整合または同軸となるように配置される。しかしながら、中心金型取付板103は、頂部金型取付板102上のポリブタジエン材料がただ十分に圧縮されて該材料を所定位置に保持する高さに位置決めされる。次いで、ステップ2B及び2Cに図示する如く、中心金型取付板103及び頂部金型取付板102が底部金型取付板101と整合するように移動されて、突起106及びキャビティ104及び105が全て整合する。再度、中心金型取付板103が底部金型取付板101から隔置されて、底部金型取付板キャビティ104内の材料が単に若干圧縮されるようになる。このように、折り畳み組立体が形成される。
【0041】
一旦金型組立体100が所定位置になると、前記折り畳み組立体が、ステップ3に図示する如く、プレス内に設置されて加熱且つ圧縮される。好適には、折り畳み組立体100は、第1の温度に加熱されて、ポリブタジエン材料が一段と柔軟になるが、硬化開始温度には至っていない。好適には、斯かる温度は、約65.6℃(約150°F)より高いが、硬化開始温度よりは低い。最も好適な温度は約87.8℃乃至約104.4℃(約190°F乃至220°F)の間である。折り畳み組立体100は、ステップ4に図示する如く、ポリブタジエン材料から半球を形成するのに十分な圧力に圧縮される。好適には、金型組立体は、約230psiの油圧予備成形圧力を使用して圧縮される。例えば、210のキャビティを備えた金型上で142,000ポンドの力を生成する前記プレス用の28インチ(71.12cm)径のラムを使用すると、キャビティ当りの圧力は、キャビティ当り約675ポンドである。しかしながら、当業者であればかかる圧力を変更することができる。金型は、次いで、冷却水で冷却され、斯かる冷却水の水温は、約15.6℃乃至46.4℃(約60°F乃至100°F)であり、好適には、冷却水の水温は、約26.7℃(約80°F)である。
【0042】
外側層材料、例えば、ぽろブタジエン材料が片球に予備成形された後で、金型組立体はプレスから取り外されて、底部金型取付板101、頂部金型取付板102及び中心金型取付板103が、図4に図示する如く、整合が外れる。次いで、ステップ5に変わると、ボールセンター13が頂部金型取付板102内に配置された半球形のカップ30内に設置される。底部金型取付板101が頂部金型取付板102と整合するように移動されて、外側層半球形カップ30がボールセンター30の周りに球形を形成する。次いで、頂部及び底部金型成形101及び102がプレス内に戻されて、再度加熱及び圧縮される。今度は、低部及び頂部金型取付板は、カップの硬化開始温度を超える温度まで加熱される。好適には、金型取付板は、約143.3℃(約290°F)を超える温度まで加熱される。好適には、金型取付板は、約2000psiの油圧予備成形圧力を使用して圧縮される。例えば、210のキャビティを備えた金型上で1,231,000ポンドを創出するプレス用の28インチ径のラムを使用すると、キャビティ当りの圧力は、キャビティ当り約6000ポンドの力になる。しかしながら、当業者であれば、斯かる圧力を変更することができる。
【0043】
図5乃至図7Aを参照すると、頂部金型取付板102及び底部金型取付板101は複数の半球形キャビティ105及び104を備える。キャビティ105及び104は、金型取付板101及び102に直接形成されるか、または、ブラン(Brown)に発行されて米国特許番号第4,508,309号に記載された(「ブラウン特許」として以後参照)取替え自在の金型キャビティを備える。キャビティ104及び105は、最終コアの半径と実質的に等しい半径で形成される。好適には、この半径は、上記に説明した如く、約3.81cm乃至約4.191cm(約1.50インチ乃至1.65インチ)の範囲にある。余分な外側層材料用の周方向溝127が前記キャビティの各々を囲繞する。
【0044】
中心金型取付板103は、上記に説明した如く、突起またはボタン106を含む。好適には、斯かる突起106は、取り替え自在となって、異なるサイズのキャビティを外がW層カップに形成して異なるサイズのセンターを収容できるようにする。更に、前記突起が取り替え自在に中心金型取付板103に接続される場合には、斯かる突起は、磨耗した後で、容易に清浄または取替えができる。
【0045】
金型取付板は金型プレス内外へ移動自在であるから、金型取付板は、ブラン特許に記載された如き流チャネルを有しない。しかしながら、金型取付板は、薄く構成されて熱質量及び熱応答時間を低減するようにされる、即ち、金型取付板の厚さは、キャビティ半径の約1.5倍未満の厚さを有するのが好適である。
【0046】
頂部金型取付板102を底部金型取付板101及び中心金型取付板103と整合するように位置決めするには、頂部金型取付板102は、少なくとも2つのピン108及び該ピンを収容する(図5及び図5Aに最も良く図示)少なくとも2つの孔109を含む。最も好適な実施態様では、頂部金型取付板102上に矩形を形成する4つの位置がある。ピン108は、前記位置の2つにおいて互いに対角線状に交差するように配置されると共に、孔109も他の2つの位置において互いに対角線状に交差するようにされる。より好適には、ピン及び孔の位置は頂部金型取付板102の外側縁近傍に位置決めされる。
【0047】
図6、図6A、図7及び図7Aを参照すると、底部金型取付板101も、頂部金型取付板上の位置と同様な位置に配置された2つのピン110及び2つの孔111を含む。従って、頂部金型取付板102を底部金型取付板101上へ逆さまにした時には、ピン110が孔109内へ且つピン108が孔111内へ挿入されて、金型取付板を互いに対して位置決めできるように構成される。中心金型取付板103は、4つの孔112を含み、該金型取付板を頂部及び底部金型取付板間に配置した時には、ピン108及び110が孔112内に挿入されて、全ての金型取付板を互いに対して適切に位置決めするように構成される。中心金型取付板は、更に、半球形のキャビティ104及び周方向の溝127を含む。図7及び図7Aを参照すると、中心金型取付板103は、また、中心金型取付板103の面内に且つ複数の突起106の周方向に切り込まれたチャネル128を含む。
【0048】
図5及び図5Aを参照すると、頂部金型取付板102は、リンクアーム113及び115を含み、該リンクアームは該金型取付板の側部から横方向に伸長する。リンクアーム113は、第1の横方向部117及び第2の垂直方向部118を含む。垂直方向部118は、第1の垂直方向スロット119を該垂直方向部内に画成する。該スロット119は、中心金型取付板103が底部金型取付板101及び頂部金型取付板102の間に位置決めされる時に底部金型取付板101に到達するような十分な長さを有する。垂直方向部118は、更に、第2の垂直方向スロット126を画成する。リンクアーム115は、第1の横方向部120及び垂直方向部121を備える。垂直方向部は、垂直方向スロット122を画成する。
【0049】
図6及び図6Aを参照すると、底部金型取付板101は、リンクアーム114を含み、該リンクアームは該金型取付板の側部から横方向に伸長する。図7及び図7Aを参照すると、中心金型取付板103は、該取付板の対向する辺から横方向に伸長するリンクアーム116及び125を含む。リンクアーム114、116及び125は、頂部金型取付板102のスロットと関係する孔を画成する。図5A、図6A及び図7Aを参照すると、頂部金型取付板アーム113は底部金型取付板アーム114及び中心金型取付板アーム125に連結される頂部金型取付板アーム115は、中心金型取付板アーム116に連結される。前記アームはスロット119、孔及びピン120aを使用して連結される。当業者であれば理解する如く、スロット119は金型取付板間の連結を可能にすると共に、金型取付板が成型時に圧縮された時に、該金型取付板が互いに対して垂直方向へ移動するのを可能にする。中心金型取付板103が頂部金型取付板102上へ折り畳まれる時に、アーム部材125の孔がアーム113の第2の垂直方向のスロット126と整合して、中心金型取付板及び頂部金型取付板が底部金型取付板101上へ折り畳まれる前に、ピン120bが前記孔内に挿入されて前記金型取付板を一体に係止する。
【0050】
図5、図6及び図7を参照すると、金型取付板101、102及び103は、ハンドルを含んで、自動工程に使用できる成型プレスまたはその他の部材への手動での挿入及び取り外しを容易にすることができる。
【0051】
図1を参照すると、ボール10は、カバー11及びコア12を含む。カバー11は、1つ以上の層から構成され、且つ、ボール10とクラブ11及び木やカーと路等のその他の物体間のインタフェースを提供する。カバーに対する所望の特性は、特に、良好な成型性、高耐磨耗性、高引裂き強度、高レジリエンス及び良好な形離れである。
【0052】
カバー11は、エチレン及び不飽和モノカルボン酸のイオンコポリマー等の高分子材料から成り、それらは、デラウエア州ウィルミントン(Wilmington,DE)のE.I.DuPont De Nemours & CompanyからSurlyn(登録商標)の商標で、または、エクソン(Exxon)からIotek(登録商標)またはEscor(登録商標)の商標で市販されている。これらは、エチレン及びメタクリル酸または亜鉛、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、マンガン、ニッケル等で部分的に中和したアクリル酸とのコポリマーまたはターポリマーである。
【0053】
好適なボールによれば、カバー11は十分な強度、良好は性能特性及び耐久性を全体として提供できる厚さを有する。好適には、カバー11の厚さは、約0.0762乃至約0.3048cm(約0.03インチ乃至約0.12インチ)である。より好適には、カバー11の厚さは、約0.1016乃至約0.2286cm(約0.04乃至0.09インチ)であり、最も好適には、約0.127乃至約0.2159cm(約0.05乃至0.085インチ)である。
【0054】
1好適な実施の形態では、カバー11は、亜鉛、リチウム及び/またはナトリウムイオンコポリマーまたはターポリマーの混合物またはブレンドから形成することができる。
【0055】
カバー11に使用するSurlyn(登録商標)樹脂は、イオンコポリマーまたはターポリマーであり、ナトリウム、リチウムまたは亜鉛塩が、2乃至8個の炭素原子を有したオレフィンと、3乃至8個の炭素原子を有した不飽和モノカルボン酸との反応生成物である。コポリマーのカルボン酸基は、全体的または部分的に中和されてあっても良く、且つ、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸またはイタコン酸を含むことが可能である。
【0056】
本発明は、以下のホモポリマー及びコポリマー材料を同様に使用することができる。
(1)塩化ビニルの重合または塩化ビニルと酢酸ビニル、アクリル酸エステルまたは塩化ビニリデンの共重合により形成されるビニル樹脂
(2)ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチル等のポリオレフィン、エチレンメタクリレート、エチレンエチルアクリレート、エチレンビニルアセテート、メタクリル酸エチレン、アクリル酸エチレンまたはアクリル酸プロピレン等のコポリマー、及びシングル−サイト触媒を使用して生成したコポリマー及びホモポリマー
(3)ポリオール及びジイソシアネートまたはポリイソシアネートから調製される、及び、米国特許第5,334,673号に開示された如きポリウレタン
(4)米国特許第5,484870号に開示された如きポリユリア
(5)ポリ(ヘキサメチレンアジパミデ)及びジアミン及び二塩基性の酸から調製されるその他のもの、及びポリ(カプロカクタム)等のアミノ酸から調製されるもの等のポリアミド、及びポリアミドとSurlyn、ポリエチレン、エチレンコポリマー、エチル−プロピレン−非共役ジエンターポリマー等のブレンド
(6)アクリル酸樹脂及びこれらの樹脂と塩化ポリビニル、エラストマー等のブレンド
(7)ウレタン等の熱可塑性プラスチック、ポリオレフィンとオレフィン、エチル−プロピレン−非共役ジエンターポリマー、スチレン及びブタジエンのブロックコポリマー、イソプレンまたはエチレンブチレンゴム等のオレフィン熱可塑性ゴム、または、ペンシルベニア州フィラデルフィアのエフル−アトケム(Elf−Atochem of Philadelphia,PA)により市販されているPebax(登録商標)等のコポリ−(エーテル−アミド)
(8)ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート/グリコール及びデラウエア州ウィルミントン(Wilmington,DE)のE.I.DuPont De Nemours & CompanyからHytrel(登録商標)の商標で市販されているエラストマー及びマサチューセッツ州ピッツフィールドのジェネラル・エレクトリック社(General Electric Company,Pittsfield,MA)によりLomod(登録商標)として市販されているエラストマー
(9)ポリカーボネートとアクリロナイトリルブタジエンスチレン、ポルブチレンテレフタレート、スチレンマレイ無水物、ポリエチレン、エラストマー等とのブレンド及びアロイ、及び、塩化ポリビニルとアクリロンナイトリルブタジエンスチレンまたはエチレンビニルアセテートまたはその他のエラストマーとのブレンド及びアロイ。熱可塑性ゴムとポリエチレン、プロピレン、ポリアセタル、ナイロン、ポリエステル、セルロースエステル等のブレンド。
【0057】
好適には、カバー11は、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ヘキサン−1をベースにしたホモポリマー等のポリマー、及び、アクリル酸及びメタクリル酸及び完全または部分的に中和したイオノマー樹脂及びそれらのブレンド、メチルアクリレート、メチルメタクリレートホモポリマー及びコポリマー、イミド、ポリマーを含んだアミノ基、ポリカーボネート、強化ポリアミド、ポリフェニレン酸化物、高衝撃ポリスチレン、ポリエーテルケトン、ポリスルホン、ポリ(ヘニレンスルフィド)、アクリロナイトリル−ブタジエン、アクリリック−スチレン−アクリロナイトリル、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンビニルアルコール)、ポリ(テトラフルオロエチレン)、及び機能コモノマー及びそれらのブレンドを含んだそれらのコポリマー等の機能モノマーを含んだコポリマー。更に、カバー11は、好適には、ポリエーテルまたはポリエステル熱可塑性ウレタン、熱硬化性ポリウレタン、酸含有エチレンコポリマーイオノマー等の低弾性率イオノマーから成り、E/X/Yターポリマーを含む、但し、Eは、エチレン、Xはアクリレートまたはメタクリレートをベースにした軟化コモノマーで、0乃至50重量パーセントで存在し、Yはアクリル酸またはメタクリル酸で、5乃至35重量パーセント存在する。より好適には、飛距離を最大にするために設計された低スピン速度の実施態様では、アクリル酸またはメタクリル酸で、15乃至35重量パーセント存在して、イオノマーを高弾性率イオノマーにする。高スピン速度の実施形態では、前記酸は10乃至15重量パーセント存在すると共に、低弾性率イオノマーと標準のイオノマーとのブレンドが使用される。
【0058】
コアの外側層16は、従来ゴルフボールコアに使用されてきたものを含んだ熱硬化性ゴムベースの材料から形成されるのが好適である。斯かるコア用の従来の材料は、ベースゴム、架橋剤、充填剤、及び共架橋剤を有した組成物を含む。ベースゴムは、シス−構造を少なくとも40パーセント有した1,4−ポリブタジエン等の合成ゴムが典型的である。天然ゴム、ポリイソプレンゴム、及び/または、スチレン−ブタジエンゴムを任意に1,4−ポリブタジエンに添加することが可能である。コア組成物に含まれている開始剤は、硬化サイクル中に分解するものであれば任意の重合開始剤とすることができる。架橋剤は、ナトリウム、亜鉛、リチウムまたはマグネシウム塩等の不飽和脂肪酸、または、アクリル酸またはメタクリル酸とうの3乃至8個の原子を有した不飽和脂肪酸の金属塩を含む。充填剤は、酸化亜鉛、硫酸バリウム、シリカ、カルシウム、炭酸亜鉛、粉砕再生材料等の材料を含む。
【0059】
或いは、外側層16は、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性ポリエーテルエステル、動的に硫化した熱可塑性エラストマー、機能化したスチレン−ブタジエンエラストマー、熱可塑性ウレタンまたはメタローセンポリマーまたはそれのブレンド等の熱可塑性エラストマーから成る。
【0060】
本発明は、特定の外側層16材料に限定されるものではなく、斯かる材料は当業者には公知のものである。本発明は、概ね、標準の熱硬化性材料の仕様に関するものであるが、当業者であれば、熱可塑性材料を使用するときには、熔融点を超える温度に繰り返し加熱されても良い。
【0061】
外側層16は、最終ボール径の80乃至98パーセントの範囲の外径を有し、且つ、最終ボール径の30乃至70パーセントの内径を有するのが好適である。好適には、外側層16は、約2.032乃至3.81cm(約0.8乃至1.5インチ)の内径を有し、より好適には、約2.54乃至3.303cm(約1.0乃至1.3インチ)の内径を有する。外側層16は、2.794乃至3.048cm(約1.1乃至1.2インチ)の内径を有するのが好適である。更に、外側層16は、3.303乃至4.318cm(約1.3乃至1.7インチ)の外径を有し、より好適には、外径は約3.81乃至4.064cm(約1.5乃至1.6インチ)である。
【0062】
これらの寸法を組み込んだゴルフボールは、所望のプレー特性を提供するために比重、レジリエンス及び本書に参照として組み込んだ米国特許第5,683,312号に記載した硬度、スピン速度及び初速等の属性を様々にして設計することが出来る。
【0063】
本書に開示した本発明の例示の実施形態は、上記の目的を達成することは明らかであるが、当業者には、多数の修正及びその他の実施形態を考案することが可能なことは明白であり、例えば、一連の径が漸増するカップは開示した方法により形成且つ接合することができる。本方法は、追加の中間層またはカバー層を形成するのに使用することができる。しかしながら、添付の特許請求の範囲は本発明の趣旨及び範囲内に入る上記全ての修正及び実施形態をカバーする目的でなされたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の方法により製造された液体を充填したボールの断面図である。
【図2】 本発明の方法により製造された完全に中実なボールの断面図である。
【図3】 1つのカップを成形するモールドの断面図である。
【図3A】 図3におけるモールドの部分の引き伸ばしである。
【図4】 本発明により2層コアを成形する方法のフローチャートである。
【図5】 本発明による下部金型取付板の頂面図である。
【図5A】 図5の下部金型取付板の側面図である。
【図6】 本発明による上部金型取付板の頂面図である。
【図6A】 図6の上部金型取付板の側面図である。
【図7】 本発明による中心金型取付板の頂面図である。
【図7A】 図7の中心金型取付板の側面図である。
Claims (24)
- 多層コアを有したゴルフボールを製造する方法において、
センターを成形する段階と、
キャビティ径を備えた半球形のキャビティ、及び、前記キャビティを囲繞すると共に前記キャビティ径より大きな内径及び外径を有した周方向の溝を備えた第1の金型取付板を提供する段階と、
半球形の突起、及び、該突起の周りに同心状に配置された対応するチャネルであって、前記キャビティ径より小さな内径及び前記溝内径より大きな外径を有したチャネルを備えた第2の金型取付板を提供する段階と、
コア半球形カップをエラストマー材料から、
所定の量のエラストマー材料を前記第1の金型取付板のキャビティに設置して、
前記第2の金型取付板を前記第1の金型取付板に並置するように配置して、且つ
前記金型取付板を圧縮して実質的に半球形のキャビティ及び前記溝内へ伸長するリップを有した前記カップを成形する段階と、
2つのカップの間に前記センターを設置する段階と、
実質的に球形のコアを形成するために前記カップを接合する段階と、
前記コアの周りにカバーを成形する段階とを備えることを特徴とする多層コアを有したゴルフボールの製造方法。 - 多層コアを有したゴルフボールを製造する方法において、
センターを成形する段階と、
キャビティ径を有する複数の半球形のキャビティ、及び、前記キャビティ径より大きな内径及び外径を有する前記各キャビティを囲繞する周方向の溝を備えた底部金型取付板を提供する段階と、
同一のキャビティ径を有した複数の半球形のキャビティ、及び、同一の内径及び外径を有する前記各キャビティを囲繞する周方向の溝を備えた頂部金型取付板を提供する段階と、
複数の半球形の突起、及び、該突起の周りに同心状に配置された対応するチャネルであって、前記キャビティ径より小さな内径及び前記溝内径より大きな外径を有するチャネルを備えた中心金型取付板を提供する段階と、
複数のコア半球形カップをエラストマー材料から、
i)該エラストマー材料を前記底部金型取付板及び前記頂部金型取付板の前記キャビティ内に設置して、
ii)前記中心金型取付板を前記頂部金型取付板と前記底部金型取付板との間に配置して、且つ
iii)前記金型取付板を圧縮して、実質的に半球形のキャビティ及び前記溝内へ伸長するリップを有する前記カップを前記底部及び頂部金型取付板内に形成して、形成する段階と、
前記頂部及び底部金型取付板から前記中心金型取付板を取り出す段階と、
前記頂部金型取付板内の前記カップ内に前記センターを設置する段階と、
前記底部金型取付板を前記頂部金型取付板上に配置する段階と、
前記カップを前記センターの周りに接合して実質的に球形のコアを成形する段階と、
前記コアの周りにカバーを成形する段階とを備えることを特徴とする多層コアを有したゴルフボールの製造方法。 - センター及びシェルを有する球を成形する装置において、第1のキャビティ径を有する複数の半球形のキャビティ、及び、第1の内径及び第1の外径を有する各キャビティを囲繞する周方向の溝を備え、且つ、前記第1のキャビティ径より大きな前記第1の内径である底部金型取付板と、
前記第1のキャビティ径と同一である第2のキャビティ径を有した複数の半球形のキャビティ、及び、第2の内径及び第2の外径を有する各キャビティを囲繞する周方向の溝を備え、前記第2の内径及び外径が前記第1の内径及び外径と同一である頂部金型取付板と、
複数の半球形の突起、及び、該突起の周りに同心状に配置された対応するチャネルであって、前記第1及び第2のキャビティ径より小さな内径及び前記第1及び第2の内径より大きな外径を有するチャネルを備えた中心金型取付板とを備えることを特徴とするセンター及びシェルを有する球を成形する装置。 - 請求項1または2の方法において、前記チャネルの内径及び外形の中間点の径である中心径が、前記キャビティ径とほぼ同一である方法。
- 請求項1または2の方法において、前記チャネルが、0.0254cm(0.01インチ)より深い深さを有する方法。
- 請求項5の方法において、前記チャネルの深さが、0.0254乃至0.127cm(0.01乃至0.05インチ)である方法。
- 請求項5または6の方法において、前記チャネルの深さが、0.0508乃至0.0762cm(0.02乃至0.03インチ)である方法。
- 請求項1または2の方法において、前記チャネルの内径が、前記キャビティ径の95%乃至99.5%である方法。
- 請求項1または2の方法において、前記チャネルの外径が溝内径の100.5%乃至105%である方法。
- 請求項1または2の方法において、前記チャネルが第1及び第2の側壁を有し、第1及び第2の側壁は、垂直から90度未満の角度を有する方法。
- 請求項10の方法において、前記角度が、垂直から30乃至60度である方法。
- 請求項10または11の方法において、前記角度が、垂直から40乃至50度である方法。
- 請求項10の方法において、前記第1及び第2の側壁が、前記チャネルの中心に集中してチャネルの断面が三角形となっている方法。
- 請求項10の方法において、前記第1及び第2の側壁が、各々、一定の半径を有した円弧により画定される方法。
- 請求項1または2の方法において、前記チャネルが頂部及び底部を有し、該底部の幅が頂部の幅未満である方法。
- 請求項15の方法において、前記底部幅が、0.254乃至0.381cm(0.1乃至0.15インチ)である方法。
- 請求項15または16の方法において、前記底部幅が、3.048乃至0.3302cm(0.12乃至0.13インチ)である方法。
- 請求項1の方法において、前記カップを接合する前記段階が、更に、該カップの温度を上昇させて、該カップ間に架橋を生じさせる段階を備える方法。
- 請求項1の方法において、前記カップを接合する前記段階が、更に、該カップを前記センター及び各々に接着にて取り付ける段階を備える方法。
- 請求項2の方法において、更に、
前記底部金型取付板を前記中心金型取付板及び前記頂部金型取付板に連結する段階と、
前記中心金型取付板を前記頂部金型取付板の上に折り重ねる段階と、
前記頂部金型取付板及び前記中心金型取付板を前記底部金型取付板の上に折り重ねる段階とを備える方法。 - 請求項2の方法において、前記底部金型取付板を提供する
段階が、更に、交換自在に前記中心金型取付板に接続された半球形の突起を提供する段階を含む方法。 - 請求項2の方法において、更に、
第1のピン及び第1の孔を前記頂部金型取付板に備える段階と、
第2のピン及び第2の孔を前記底部金型取付板に備える段階と、
前記第1のピンを第1の孔に及び前記第2のピンを第2の孔に挿入する段階とを含む方法。 - 請求項2の方法において、前記金型取付板を圧縮する前記段階が、更に、前記エラストマー材料の温度を該材料の硬化開始温度未満まで上昇させて該エラストマー材料を柔軟にする段階を含む方法。
- 請求項2の方法において、前記カップを接合する前記段階が、更に、前記材料の温度を前記硬化開始温度より高い第2の温度まで上昇させる段階を含む方法。
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