KR102476946B1 - Golf ball having multiple coating layers, and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 골프공의 외부면을 에칭한 후 다수 개의 코팅층을 형성하되, 다수 개의 코팅층은 티타늄 산화물로 이루어진 코팅층과 규소 산화물로 이루어진 코팅층이 교대로 형성되고, 이에 따라 표면 경도가 상승한다는 특징을 갖는다.The present invention forms a plurality of coating layers after etching the outer surface of the golf ball, and the plurality of coating layers are alternately formed with a coating layer made of titanium oxide and a coating layer made of silicon oxide, thereby increasing the surface hardness. .

Description

다층 코팅 구조를 갖는 골프공과, 그 제조 방법{Golf ball having multiple coating layers, and method for manufacturing the same}Golf ball having multiple coating layers, and method for manufacturing the same

본 발명은 다층 코팅 구조를 갖는 골프공과 그 제조 방법에 대한 것이다. 구체적으로 본 발명은 다층 박막 코팅 구조로 골프공의 물성과 외관을 한층 개선시킨 골프공과 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a golf ball having a multilayer coating structure and a manufacturing method thereof. Specifically, the present invention relates to a golf ball and a method for manufacturing the golf ball having improved properties and appearance of the golf ball with a multi-layer thin film coating structure.

골프공은 기술의 변천에 수반하여 발전한 중요한 스포츠 용품이다. 초기 에는 목재나 ?은 깃털로 골프공을 제작하였으나, 고무코어와 코어에 감긴 탄성사에, 강도 보강을 위하여 이오노머 화합물 또는 폴리우레탄 화합물을 포함하는 커버를 구비한 골프공이 개발되었다. BACKGROUND OF THE INVENTION Golf balls are important sporting goods that have developed along with changes in technology. Initially, golf balls were made of wood or silver feathers, but golf balls having a rubber core and a cover containing an ionomer compound or a polyurethane compound to reinforce strength in an elastic yarn wound around the core have been developed.

현대의 골프공은, 전형적으로 경질의 내구성을 가지도록 이오노머 화합물을 주성분으로 하는 경질 커버 및 고무 코어의 2피스로 이루어지는 것과, 비교적 연질의 커버와 그 아래에 경질의 맨틀층과 고무 코어를 형성한 다층 구조의 골프공이 있다. 현대의 골프공은 대부분 마모 내성이 강한 경질 폴리우레탄으로 표면을 코팅하여 광택이 미려한 경질의 코팅층을 구비한다. 그러나, 경질 커버 골프공은 선택된 샷을 제어하고, 고스핀을 유지하면서 최대 거리를 달성하는 것에 어려움이 있다. 반면, 연질 골프공은 스핀 제어면에서는 유리하지만 흙이나 먼지가 달라붙기 쉽고 플레이어가 공을 꺼내는 것이 어려운 경향이 있다.Modern golf balls typically consist of two pieces: a hard cover containing an ionomer compound as a main component and a rubber core to have hard durability, and a relatively soft cover with a hard mantle layer and a rubber core formed thereunder. There is a golf ball with a multi-layer structure. Most modern golf balls have a hard coating layer with a beautiful gloss by coating the surface with hard polyurethane having strong abrasion resistance. However, hard cover golf balls have difficulty controlling a selected shot and achieving maximum distance while maintaining high spin. On the other hand, a soft golf ball is advantageous in terms of spin control, but tends to be easily adhered to dirt or dust and makes it difficult for a player to take out the ball.

이러한 점을 고려하여 골프공의 물성을 개선하기 위한 여러 특허가 제안되었다. 특허 공개 제10-2014-0081798호는 ASTM D2134 기준 40 미만의 경도를 갖는 연질의 외부 표면 코팅을 갖도록, 폴리우레탄, 하이드록실 작용성 실리콘 물질, 또는 하이드록실 작용성 플루오로 물질로 외부 코팅을 실시하는 기술을 제안하고 있다. 특허 제10-1087414호는 코어, 코어를 둘러싸며 복수의 딤플 및 이들 딤플을 분리시키는 랜드 영역을 포함하는 커버층을 구비하고, 커버층을 서로 다른 경도를 가지는 제1 부분과 제 2부분으로 선택적으로 제조하여 비거리를 향상시키고 스핀을 증가시키도록 한 기술을 제안하고 있다. 일본 특허 공개 제 2019-058647호는 폴리우레탄 프라이머 코팅을 하고, 폴리우레탄 톱 코팅을 열가소성 폴리우레탄 커버에 도포하여, 다층의 우레탄 재질로 이루어지는 코팅 구조를 제안하고 있다.Considering this point, several patents for improving the physical properties of golf balls have been proposed. Patent Publication No. 10-2014-0081798 discloses an outer coating of polyurethane, hydroxyl functional silicone material, or hydroxyl functional fluoro material to have a soft outer surface coating having a hardness of less than 40 based on ASTM D2134 We are proposing a technique to Patent No. 10-1087414 includes a cover layer including a core, a plurality of dimples surrounding the core, and a land region separating the dimples, and the cover layer is selectively divided into a first part and a second part having different hardnesses. We propose a technology to improve the flight distance and increase the spin by manufacturing it. Japanese Patent Laid-Open No. 2019-058647 proposes a coating structure made of a multilayer urethane material by applying a polyurethane primer coating and applying a polyurethane top coating to a thermoplastic polyurethane cover.

그런데, 골프공의 경우 습기를 머금고 있는 페어웨이나, 그린에서 퍼팅시 공의 표면에 수막이 형성되는 것을 방지하여 모래나 이물질이 붙지 않도록 하여 거리 손실을 방지하고 직진성을 좋게 할 필요가 있다. 발명자는 이러한 점을 고려함과 동시에 경질이나 연질의 커버에 관계 없이 내구성이 우수하고 견고하며 고스핀으로 비거리를 늘릴 수 있는 신규한 구조의 골프공과 그 제조 방법을 안출하게 되었다.However, in the case of a golf ball, it is necessary to prevent loss of distance and improve straightness by preventing the formation of a water film on the surface of the ball during putting on a wet fairway or green so that sand or foreign substances do not stick to it. The inventors have taken these points into consideration and devised a golf ball having a novel structure that is durable and robust regardless of hard or soft cover and can increase a flight distance with high spin and a method for manufacturing the same.

그러므로 본 발명은 표면 표면 경도가 높고 내구성이 우수하며 강한 타격에 견고하고, 고스핀으로 궤적의 제어가 용이하며 비거리가 긴 골프공과 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a golf ball with high surface hardness, excellent durability, strong against strong blows, easy trajectory control with high spin, and long flying distance, and a manufacturing method thereof.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 골프공은 그 외부면에 형성된 다수 개의 코팅층을 포함한다. 상기 다수 개의 코팅층은 티타늄 산화물로 된 층과 규소산화물로 된 층을 포함하고, 바람직하게는 TiaOb(a, b는 각각 1 이상의 정수)를 포함하는 티타늄 산화물층과 실리카(SiO2)를 포함하는 규소산화물층이 교대로 5 ~ 7층 적층될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 골프공의 외부면에서부터 바깥쪽을 향하여, Ti3O5를 주성분으로 하는 두께 1,800 ~ 2,000 Å의 제1층, SiO2를 주성분으로 하는 두께 2,000 ~ 2,200 Å의 제2층, Ti3O5를 주성분으로 하는 두께 1,700 ~ 1,800 Å의 제3층, SiO2를 주성분으로 하는 두께 2,000 ~ 2,200 Å의 제4층, 및 Ti3O5를 주성분으로 하는 두께 2,300 ~ 2,500 Å의 제5층을 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, the golf ball according to the present invention includes a plurality of coating layers formed on its outer surface. The plurality of coating layers include a layer of titanium oxide and a layer of silicon oxide, preferably a titanium oxide layer including Ti a O b (a and b are each an integer of 1 or more) and silica (SiO 2 ). A first layer having a thickness of 1,800 to 2,000 Å and containing Ti 3 O 5 as a main component may be alternately stacked with 5 to 7 layers of silicon oxide layers including, more preferably, from the outer surface of the golf ball toward the outside; A second layer having a thickness of 2,000 to 2,200 Å mainly composed of SiO 2 , a third layer having a thickness of 1,700 to 1,800 Å mainly composed of Ti 3 O 5 , a fourth layer having a thickness of 2,000 to 2,200 Å mainly composed of SiO 2 , and a fifth layer containing Ti 3 O 5 as a main component and having a thickness of 2,300 to 2,500 Å.

본 발명의 또 다른 측면인 골프공 제조방법은, (a) 골프공의 표면을 세정 및 건조하고 진공챔버로 이송하여, 전용 지그에 골프공을 고정하는 단계; (b) 진공챔버를 배기하여 플라즈마 형성 분위기를 만드는 단계; (c) 에칭장치를 이용하여 골프공의 표면을 에칭하는 단계; 및 (d) 코팅 장치를 이용하여 티타늄을 포함하는 금속산화물 및/또는 규소를 포함하는 규소화합물로 이루어지는 코팅층을 5 ~ 7층으로 교대 적층하는 다수 코팅층 형성 단계;를 포함할 수 있다.Another aspect of the present invention, a golf ball manufacturing method, includes the steps of (a) cleaning and drying the surface of a golf ball, transferring it to a vacuum chamber, and fixing the golf ball to a dedicated jig; (b) evacuating the vacuum chamber to create a plasma forming atmosphere; (c) etching the surface of the golf ball using an etching device; and (d) forming a plurality of coating layers by alternately stacking 5 to 7 coating layers of a metal oxide including titanium and/or a silicon compound including silicon using a coating device.

다수 코팅층 형성 단계에 후속하여 (e) 발수코팅을 실시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Following the step of forming multiple coating layers, (e) performing a water-repellent coating; may further include.

코팅 장치는 전자빔 장치를 포함할 수 있다. 전자빔 장치는 회전 가능한 매거진과, 매거진의 테두리 부분에 원주 방향을 따라 일정한 각도 간격으로 형성된 복수의 오목한 포켓을 포함하며, 상기 단계(d)는, 각각의 포켓에 티타늄 산화물 또는 규소 산화물을 충전하고, 매거진을 상기 각도 만큼 회전시킨 후 정지하는 것을 반복하면서 순차적으로 각 포켓의 코팅물질에 전자빔을 조사하는 것에 의하여 골프공의 외부에 다수 코팅층을 형성할 수 있다.The coating device may include an electron beam device. The electron beam device includes a rotatable magazine and a plurality of concave pockets formed at regular angular intervals in a circumferential direction at an edge of the magazine, and in the step (d), titanium oxide or silicon oxide is filled in each pocket, Multiple coating layers can be formed on the outside of the golf ball by sequentially irradiating electron beams to the coating material of each pocket while repeating the rotation of the magazine by the above angle and then stopping.

상기 (d) 단계는, 진공챔버에 설치된 센서로 전자빔 장치에 의해 비산하여 축적되는 코팅층 두께를 측정하고, 측정된 코팅막의 두께가 소정 두께에 이르면 코팅을 중지하고 전자빔 장치의 매거진을 회전시켜 다른 재료로 후속하여 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In the step (d), the thickness of the coating layer scattered and accumulated by the electron beam device is measured with a sensor installed in the vacuum chamber, and when the measured thickness of the coating layer reaches a predetermined thickness, the coating is stopped and the magazine of the electron beam device is rotated to rotate other materials. and subsequently forming a coating layer.

본 발명은 표면 경도가 높고 내구성이 우수하고 견고하며 고스핀으로 비거리를 늘릴 수 있는 골프공과 그 제조 방법을 제공한다는 효과를 발휘한다.The present invention exerts an effect of providing a golf ball having high surface hardness, excellent durability, and durability, and a method for manufacturing the golf ball capable of increasing a flight distance with high spin.

다수 코팅층 형성 단계는 전자빔 장치와 센서를 이용하여 단계적으로 자동 제어되므로 정밀한 두께로 소정의 코팅층을 연속하여 형성할 수 있다.Since the step of forming the plurality of coating layers is automatically controlled in stages using an electron beam device and a sensor, it is possible to continuously form a predetermined coating layer with a precise thickness.

본 발명의 골프공은 발수처리를 시행하므로 수분이나 이물질이 스며들 염려가 전혀 없이 쾌적한 경기를 즐길 수 있다.Since the golf ball of the present invention is subjected to a water-repellent treatment, it is possible to enjoy a pleasant game without fear of permeation of moisture or foreign substances.

도 1은 본 발명의 다층 코팅 구조를 갖는 골프공 제조 방법을 도시한 공정도;
도 2는 본 발명의 진공챔버의 일례를 도시한 단면도;
도 3은 본 발명의 전자빔 장치의 일례를 도시한 사시도; 그리고
도 4는 본 발명의 전자빔 장치의 원리를 간략히 설명한 도면.1 is a process chart showing a method for manufacturing a golf ball having a multilayer coating structure according to the present invention;
2 is a cross-sectional view showing an example of the vacuum chamber of the present invention;
3 is a perspective view showing an example of the electron beam device of the present invention; and
4 is a view briefly explaining the principle of the electron beam device of the present invention.

본 발명에 따른 각 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예에 불과하고, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 각 실시예에 포함되는 개별 구성 및 개별 기능 중, 적어도 어느 하나 이상의 조합으로 구성될 수 있다.Each embodiment according to the present invention is only one example to aid understanding of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments. The present invention may be composed of a combination of at least one or more of individual components and individual functions included in each embodiment.

도 1은 본 발명의 다층 코팅 구조를 갖는 골프공(1)의 제조 방법을 도시한 공정도이다. 1 is a process chart showing a method of manufacturing a golf ball 1 having a multi-layer coating structure according to the present invention.

먼저, 예를 들어 폴리우레탄으로 코팅한 골프공(1)의 표면을 세정 및 건조하고(S10), 진공챔버(2)로 이송한다. 진공챔버(2)의 전용 지그(4)에 골프공(1)을 고정하고(S12), 진공챔버(2)를 배기하여(S14) 플라즈마 형성 분위기를 만든다. 다음, 에칭장치(6), 예를 들어 이온건을 이용하여 아르곤 가스 분위기하에서 이온빔을 발생시켜 약 10분 동안 골프공(1)의 표면을 식각(에칭)하여 개질한다(S16). 이어서, 전자빔을 포함하는 코팅장치(8)로 티타늄(Ti) 및/또는 규소(Si)를 포함하는 화합물을 멀티층, 바람직하게는 5 ~ 7 층으로 교대로 증착하여 다수 코팅층을 형성한다(S18). 다음으로, 골프공(1)을 진공챔버(2)에서 꺼내어(S20) 발수 코팅을 시행한다(S22).First, the surface of the golf ball 1 coated with polyurethane, for example, is washed and dried (S10), and transferred to the vacuum chamber 2. The golf ball 1 is fixed to the exclusive jig 4 of the vacuum chamber 2 (S12), and the vacuum chamber 2 is evacuated (S14) to create a plasma forming atmosphere. Next, an ion beam is generated in an argon gas atmosphere using an etching device 6, for example, an ion gun, and the surface of the golf ball 1 is etched and modified for about 10 minutes (S16). Subsequently, multiple coating layers are formed by alternately depositing a compound containing titanium (Ti) and/or silicon (Si) in multiple layers, preferably 5 to 7 layers, using the coating device 8 including an electron beam (S18 ). Next, the golf ball 1 is taken out of the vacuum chamber 2 (S20) and water-repellent coating is applied (S22).

이하, 본 발명에 따른 골프공(1)의 주요 제조 공정과 장치를 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the main manufacturing process and apparatus of the golf ball 1 according to the present invention will be described in more detail.

1. 세정 및 건조1. Washing and drying

코어와 커버로 이루어진 골프공 마스터에 대하여 표면의 이물질 및 미세 입자를 제거하기 위해서 세정장치를 이용하여 초음파 진동 또는 순수 분무를 통하여 골프공(1)의 표면을 세정한다.In order to remove foreign substances and fine particles on the surface of the golf ball master composed of a core and a cover, the surface of the golf ball 1 is cleaned through ultrasonic vibration or pure water spray using a cleaning device.

다음, 골프공 마스터에 대하여, 주지하는 것과 같이, 폴리우레탄 도료로 코팅을 실시한다. 골프공(1)을 회전 가능한 스핀들에 놓고 돌리면서 스프레이를 이용하여 폴리우레탄 도료를 분사한다. 코팅을 마친 골프공(1)을 히터기로 60 ~ 80℃의 온도에서 약 20분간 1차 건조시킨다. 그리고, 골프공(1)을 이동대차에 장착한 후 건조로에 장입시켜 60 ~ 80℃의 온도에서 약 1시간 내지 2시간 동안 2차 건조시킨다. 건조 공정은 스프레이 코팅층이 커버로 완전히 고정되기 위하여 필요하다. 온도가 60℃ 미만이면 우레탄 코팅층이 커버에 완전히 고정되지 않으며, 80℃를 초과하면 우레탄 재료의 과열로 수축하는 문제가 있으므로 온도는 상기 범위를 유지한다. 건조 단계를 1차 및 2차로 나누어 충분한 가열 시간을 확보하는 것이 바람직하다.Next, as is well known, the golf ball master is coated with a polyurethane paint. Place the golf ball 1 on a rotatable spindle and spray polyurethane paint using a spray while turning it. The coated golf ball 1 is first dried for about 20 minutes at a temperature of 60 to 80° C. with a heater. Then, after mounting the golf ball 1 on a moving cart, it is charged into a drying oven and secondary dried for about 1 hour to 2 hours at a temperature of 60 ~ 80 ℃. A drying process is necessary for the spray coating layer to be completely fixed to the cover. If the temperature is less than 60 ° C, the urethane coating layer is not completely fixed to the cover, and if it exceeds 80 ° C, there is a problem of contraction due to overheating of the urethane material, so the temperature is maintained within the above range. It is preferable to secure sufficient heating time by dividing the drying step into first and second steps.

2. 진공 챔버의 구조2. Structure of vacuum chamber

도 2는 본 발명의 진공챔버(2)의 일례를 도시한 도면이다. 2 is a diagram showing an example of the vacuum chamber 2 of the present invention.

진공챔버(2) 상부에는 골프공(1)을 파지하기 위한 전용지그(4)가 설치된다. 전용지그(4)는, 복수의 골프공(1)이 중복 배치되지 않도록 트리형 또는 분기형으로 제작된다. 전용지그(4)는, 진공챔버(2)의 상단 중앙에 회전 가능하도록 상하방향으로 설치된 메인칼럼(20)과, 메인칼럼(20)에서 진공챔버(2)의 양쪽 측면으로 수평 연장된 후 수직 방향으로 아래로 연장되어

Figure 112020118777355-pat00001
단면 형상을 갖는 메인프레임(24)을 포함한다. 메인프레임(24)의 수직 연장부의 내측에는 일정 간격으로 내부에 베어링을 장착한 복수의 스핀들(26,…,26)이 설치된다. 각각의 스핀들(26,…,26)로부터는 진공챔버(2)의 중앙을 향하여 수평 연장된 지지프레임(28a,…,28a)이 설치되고, 지지프레임(28a,…,28a)의 단부(선단)에는 골프공(1)을 파지하기 위한 각각의 홀더(28b,…,28b)가 설치된다. 지지프레임(28a,…,28a)은, 위에서 아래로 1단계 하향할수록 적어도 골프공(1)의 직경만큼 작은 길이를 갖고, 이에 따라 전체적으로 계단형을 보이도록 설치되어 메인프레임(24)에 연결된다. 따라서, 복수의 골프공(1)이 각각의 홀더(28b,…,28b)에 지지된 경우 밑에서 바라 보면 서로 중첩되지 않으므로 에칭과 코팅 작업을 간섭 없이 원활하게 수행할 수 있다. 그리고, 홀더는 골프공을 안정적으로 파지할 수 있는 한도 내에서 그 크기가 최소로 되는 것이 바람직하다. A dedicated jig 4 for gripping the golf ball 1 is installed above the vacuum chamber 2 . The dedicated jig 4 is manufactured in a tree shape or a branch shape so that a plurality of golf balls 1 are not overlapped. The dedicated jig 4 includes a main column 20 rotatably installed in the upper center of the vacuum chamber 2 in the vertical direction, and horizontally extending from the main column 20 to both sides of the vacuum chamber 2, and then vertically. extended downward in the direction
Figure 112020118777355-pat00001
It includes a main frame 24 having a cross-sectional shape. Inside the vertical extension of the main frame 24, a plurality of spindles 26,..., 26 having bearings mounted therein are installed at regular intervals. Support frames 28a, ..., 28a extending horizontally from each spindle 26, ..., 26 toward the center of the vacuum chamber 2 are installed, and the ends (front ends) of the support frames 28a, ..., 28a are installed. ) is provided with respective holders 28b, ..., 28b for holding the golf ball 1. The support frames 28a, ..., 28a have a length at least as small as the diameter of the golf ball 1 as they go down one step from top to bottom, and accordingly are installed to look like a step overall and are connected to the main frame 24 . Therefore, when the plurality of golf balls 1 are supported by the respective holders 28b, ..., 28b, they do not overlap with each other when viewed from below, so etching and coating operations can be smoothly performed without interference. And, it is preferable that the size of the holder is minimized within the limit of stably gripping the golf ball.

메인칼럼(20)은 회전 가능하며, 메인칼럼(20)의 회전에 따라 메인프레임(24)과 이에 연결된 지지프레임(28a,…,28a) 및 골프공이 진공챔버(2) 내부에서 회전한다. 즉, 메인프레임(24)과 지지프레임(28a,…,28a) 및 골프공은 상하 방향의 축을 중심으로 회전된다.The main column 20 is rotatable, and as the main column 20 rotates, the main frame 24, the supporting frames 28a, ..., 28a connected thereto, and the golf ball rotate inside the vacuum chamber 2. That is, the main frame 24, the support frames 28a, ..., 28a, and the golf ball are rotated about the axis in the vertical direction.

또한, 지지프레임(28a,…,28a)은 상기 상하 방향의 축에 수직되는 축을 중심으로 회전되고, 이에 따라 골프공도 상기 수직되는 축을 중심으로 회전된다. In addition, the support frames 28a, ..., 28a are rotated about an axis perpendicular to the vertical axis, and accordingly, the golf ball is also rotated about the vertical axis.

이와 같이 지지프레임(28a,…,28a)에 파지된 골프공(1)은 자전과 공전 방식으로 이중 회전하므로 골프공(1)의 님블과 랜드 구역에 걸쳐 골고루 에칭과 코팅 작업을 실시할 수 있다.In this way, since the golf ball 1 gripped by the support frames 28a, ..., 28a double rotates in an autorotation and revolution manner, etching and coating can be performed evenly over the nimble and land areas of the golf ball 1. .

진공챔버(2)에는 진공펌프가 연결되고, 바람직하게 상기 진공펌프는 제1진공펌프(P1), 제2진공펌프(P2) 및 제3진공펌프(P3)를 포함할 수 있다. 이 진공펌프를 이용하여, 전용지그(4)에 골프공(1)을 고정한 후 진공챔버(2)를 배기하여 6×10-5 ~ 7×10-5Torr가 되도록 압력을 조절한다. A vacuum pump is connected to the vacuum chamber 2, and preferably, the vacuum pump may include a first vacuum pump P1, a second vacuum pump P2, and a third vacuum pump P3. After fixing the golf ball 1 to the exclusive jig 4 using this vacuum pump, the vacuum chamber 2 is exhausted and the pressure is adjusted to 6×10 -5 to 7×10 -5 Torr.

제1진공펌프(P1)는 예를 들어 오일 기류를 이용한 확산펌프(diffusion pump)나 회전 날개를 이용한 자이로 펌프(gyro pump)와 같은 고진공 펌프가 좋다. 제2진공펌프(P2)는 공기의 압축보다는 빠른 배기와 공기 이송을 담당하도록 8자 형상의 로브를 내부에 설치한 부스터 펌프(booster pump)가 좋다. 제3진공펌프(P3)는 오일이 도포된 회전 베인을 이용하는 저진공을 위한 로터리 펌프(rotary pump)가 좋다. 본 발명에서는 이와 같이 고진공펌프, 부스터펌프 및 저진공펌프를 연속으로 조합하였으므로 신속하게 배기하여 확실한 진공 상태를 형성할 수 있는 것이다. 그러나, 반드시 이에 한정되지 아니하고, 본 발명에 따른 진공펌프는 위와 다른 구성을 가질 수도 있다. The first vacuum pump P1 is preferably a high vacuum pump such as a diffusion pump using an oil stream or a gyro pump using rotary blades. The second vacuum pump (P2) is preferably a booster pump having an 8-shaped lobe inside to take charge of rapid exhaust and air transfer rather than air compression. The third vacuum pump P3 is preferably a rotary pump for low vacuum using a rotary vane coated with oil. In the present invention, since the high vacuum pump, the booster pump, and the low vacuum pump are continuously combined as described above, it is possible to quickly exhaust and form a reliable vacuum state. However, it is not necessarily limited thereto, and the vacuum pump according to the present invention may have a configuration different from the above.

다음, 본 발명의 진공챔버(2)의 하부에는 골프공(1)의 에칭 또는 클리닝을 위한 에칭 장치(6)가 배치된다. 에칭 장치(6)로는 불활성 가스로 아르곤 가스를 이용하는 이온건을 사용할 수 있다. 예를 들어, 이온건은 고전압 발생을 위하여 애노드와 필라멘트를 구비할 수 있다. 이온건의 방출 챔버에 아르곤 가스를 주입하고 100 ~ 3,000Ev의 전압을 가하면 플라즈마 상태가 되어 가스 이온이 생성된다. 이온건의 포커스 렌즈와 출구의 그리드를 통과한 이온이 타겟(골프공)과 충돌하면 1 ~ 2kV의 이온 에너지에 의하여 골프공(1)의 표면이 미세하게 식각될 수 있다. Next, an etching device 6 for etching or cleaning the golf ball 1 is disposed below the vacuum chamber 2 of the present invention. As the etching device 6, an ion gun using argon gas as an inert gas can be used. For example, an ion gun may include an anode and a filament to generate a high voltage. When argon gas is injected into the emission chamber of the ion gun and a voltage of 100 ~ 3,000Ev is applied, it becomes a plasma state and gas ions are generated. When ions passing through the focus lens of the ion gun and the exit grid collide with the target (golf ball), the surface of the golf ball 1 may be finely etched by ion energy of 1 to 2 kV.

에칭 장치(6)는 이온빔을 전체 골프공(1)에 골고루 조사하도록 진공챔버(1)의 하부에 설치될 수 있다. 그리고, 도 2에서는 이해의 편의를 위하여 거리를 과장하여 도시하였지만, 골프공(1)과 에칭 장치(6) 사이의 거리는 수십 센치미터일 수 있으며, 적절한 거리 설정을 위하여 에칭 장치(6)를 수직 승하강 가능하며 회전 가능하며 기울기 조절이 가능한 플랫폼 위에 장착할 수도 있다. The etching device 6 may be installed below the vacuum chamber 1 to evenly irradiate the entire golf ball 1 with ion beams. In addition, although the distance is exaggerated for convenience of understanding in FIG. 2, the distance between the golf ball 1 and the etching device 6 may be several tens of centimeters, and the etching device 6 is placed vertically to set an appropriate distance. It can be raised, lowered, swiveled and mounted on a tilt-adjustable platform.

다음, 본 발명의 진공챔버(2)의 하부에는 코팅 장치(8)가 배치된다. 코팅 장치(8)는 전자빔 장치를 포함한다. Next, a coating device 8 is disposed below the vacuum chamber 2 of the present invention. The coating device 8 comprises an electron beam device.

도 3은 본 발명의 전자빔 장치(8)의 일례를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 전자빔 장치(8)의 원리를 간략히 설명한 도면이다.3 is a perspective view showing an example of the electron beam device 8 of the present invention, and FIG. 4 is a diagram briefly explaining the principle of the electron beam device 8 of the present invention.

두 도면을 함께 참조하면, 전자빔 장치(8)는 회전 가능한 원형의 매거진(80)과, 매거진(80) 측면에 설치된 스테이션(100)과, 매거진(80)을 지지하는 플랫폼(84)을 포함한다. 매거진(80)의 테두리 부분에는 원주 방향을 따라 일정 각도 간격으로 복수의 오목한 포켓(82,…,82)이 형성된다. 포켓(82,…,82)에는 골프공(1) 코팅을 위한 재료가 충전된다. 스테이션(100)에는 애노드(90)가 설치되며, 캐소드 필라멘트(94)가 설치된 블럭(92)이 그 하부에 위치한다. 블록(92)의 외부에는 도시하지 않은 자석이 설치된다. 고전압이 인가되면 필라멘트(94)에서 발생한 열전자가 도시한 것과 같이 자석에 의하여 약 270도 굴곡되어 포켓(82)으로 집중 방사된다. 자석이나 정전기를 이용한 전자빔 진행 경로의 변경은 당업자에게는 주지의 사실이다. 전자의 운동에너지는 열로 전환되어 포켓(82)에 수용된 재료를 녹이며 용융된 이온화된 재료는 진공 챔버(2) 위로 비산하여 점점 골프공(1)의 외부면에 증착된다. 전자빔의 가속을 위하여 포커스 렌즈나 전자총을 더 구비할 수 있다.Referring to the two figures together, the electron beam device 8 includes a rotatable circular magazine 80, a station 100 installed on the side of the magazine 80, and a platform 84 supporting the magazine 80. . A plurality of concave pockets 82,..., 82 are formed on the edge of the magazine 80 at regular angular intervals along the circumferential direction. The pockets 82,..., 82 are filled with a material for coating the golf ball 1. An anode 90 is installed in the station 100, and a block 92 in which a cathode filament 94 is installed is positioned below it. A magnet (not shown) is installed outside the block 92 . When a high voltage is applied, thermal electrons generated from the filament 94 are bent at about 270 degrees by the magnet and intensively radiated into the pocket 82 as shown. Changing the propagation path of an electron beam using a magnet or static electricity is well known to those skilled in the art. The kinetic energy of electrons is converted into heat and melts the material contained in the pocket 82, and the molten ionized material is scattered over the vacuum chamber 2 and gradually deposited on the outer surface of the golf ball 1. A focus lens or an electron gun may be further provided to accelerate the electron beam.

본 발명은, 골프공(1)에 멀티층의 코팅을 위하여, 각각의 포켓(82,…,82)에 각각의 코팅층의 재료를 충전하고, 매거진(80)을 상기 각도 만큼 회전시키는 것과 정지시키는 것을 반복하면서 전자빔을 조사하는 것에 의하여 골프공(1)의 외부면에 다수 개의 코팅층을 순차적으로 형성한다. 코팅층의 재료로는 티티늄 산화물 및 규소 산화물이 바람직하다.In the present invention, for multi-layer coating on the golf ball 1, each pocket 82, ..., 82 is filled with a material for each coating layer, and the magazine 80 is rotated by the above angle and stopped. A plurality of coating layers are sequentially formed on the outer surface of the golf ball 1 by irradiating the electron beam while repeating the above. As the material of the coating layer, titanium oxide and silicon oxide are preferable.

전자빔 장치(8) 역시 에칭 장치(6)와 마찬가지로, 적절한 거리 설정을 위하여 수직 승하강 가능하며, 회전 가능한 도시하지 않은 베이스 컬럼 위에 장착할 수 있다.Like the etching device 6, the electron beam device 8 can be vertically raised and lowered to set an appropriate distance, and can be mounted on a rotatable base column (not shown).

다시, 도 2를 참조하면, 진공챔버(2)의 메인칼럼(20)의 하부에는 전자빔 장치(8)에 의해 비산하여 축적되는 코팅층 두께를 측정하기 위한 센서(30)가 장착된다. 센서(30)는 크리스탈 센서인 것이 바람직하다. 공지된 것과 같이 크리스탈 센서는 코팅 공정을 관찰하기 위한 윈도우를 제공하고 타겟 상에 증착되는 재료의 두께 및 증착의 속도를 검출하여 알려준다. 따라서, 자동으로 센서(30)으로부터 전송되는 코팅막의 두께가 소정 두께에 이르면 제어부(도면에 미도시)는 코팅을 중지하고 전자빔 장치(8)의 매거진(80)을 회전시켜 다른 재료로 후속하여 코팅층을 형성할 수 있다.Referring again to FIG. 2 , a sensor 30 for measuring the thickness of the coating layer scattered and accumulated by the electron beam device 8 is mounted on the lower part of the main column 20 of the vacuum chamber 2 . The sensor 30 is preferably a crystal sensor. As is well known, the crystal sensor provides a window for observing the coating process and detects and informs the thickness of the material being deposited on the target and the rate of deposition. Therefore, when the thickness of the coating film automatically transmitted from the sensor 30 reaches a predetermined thickness, the controller (not shown in the drawing) stops the coating and rotates the magazine 80 of the electron beam device 8 to apply another material to the next coating layer. can form

따라서, 본 발명은 전자빔 장치(8)와 센서(30)를 이용하여 각각의 코팅층을 단계적으로 또 정밀한 두께로 연속하여 자동 형성할 수 있다.Accordingly, the present invention can continuously and automatically form each coating layer in stages and with a precise thickness using the electron beam device 8 and the sensor 30 .

3. 다중 코팅 공정3. Multiple coating process

본 발명은 골프공(1)의 다중 코팅층을 형성하기 위한 재료로 TiO2, Ti3O5와 같은 티타늄 산화물 및 SiO2와 같은 규소산화물을 이용한다. 상기 코팅층은 골프공(1)의 외부면 전체를 덮도록 형성된다. 이들 재료를 포켓(82,…,82)에 공급한 다음 순차적으로 전자빔을 조사하여 코팅층을 증착한다. 순수 티타늄은 영률과 선팽창계수가 스테인레스강의 절반 정도이며, 티타늄산화물은 인장강도를 더욱 크게 하고 연신률은 낮추는 성질이 있다. 따라서, 강한 타격에 견뎌야 하는 골프공(1)의 물성을 보강할 수 있다. 실리카, 즉 SiO2 는 경도가 800 ~ 2,000 HV로, 400 ~ 500HV인 티타늄보다 두 배 정도 크므로, 티타늄과 마찬가지로 골프공(1)의 강도를 향상시킬 수 있다.In the present invention, titanium oxides such as TiO 2 and Ti 3 O 5 and silicon oxides such as SiO 2 are used as materials for forming the multiple coating layers of the golf ball 1 . The coating layer is formed to cover the entire outer surface of the golf ball (1). After supplying these materials to the pockets 82,..., 82, electron beams are sequentially irradiated to deposit a coating layer. Pure titanium has a Young's modulus and linear expansion coefficient that are about half of those of stainless steel, and titanium oxide has the property of increasing tensile strength and lowering elongation. Therefore, it is possible to reinforce physical properties of the golf ball 1 that must withstand strong blows. Silica, ie, SiO 2 , has a hardness of 800 to 2,000 HV, about twice as large as that of titanium, which has a hardness of 400 to 500 HV, so it can improve the strength of the golf ball 1 like titanium.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 골프공(1)의 표면(외부면)으로부터 5층의 멀티 코팅층을 형성하는 경우, 바람직한 재료와 증착 두께는 다음과 같다.According to a preferred embodiment of the present invention, in the case of forming a five-layer multi-coating layer from the surface (outer surface) of the golf ball 1, preferred materials and deposition thicknesses are as follows.

층floor 재료ingredient 두께(단위:Å)Thickness (unit: Å) 1One Ti3O5 Ti 3 O 5 1,800 ~ 2,0001,800 ~ 2,000 22 SiO2 SiO 2 2,000 ~ 2,2002,000 ~ 2,200 33 Ti3O5 Ti 3 O 5 1,700 ~ 1,8001,700 ~ 1,800 44 SiO2 SiO 2 2,000 ~ 2,2002,000 ~ 2,200 55 Ti3O5 Ti 3 O 5 2,300 ~ 2,5002,300 ~ 2,500

경도가 높은 티타늄 산화물과 규소 산화물을 교대로 적층하면서, 최외곽에서 티타늄 산화물의 두께를 증가시키므로, 경질 커버와 연질 커버의 골프공(1) 모두에 대하여 강도가 높으며, 고스핀으로 궤적의 제어가 용이하고 비거리가 긴 골프공(1)을 제공할 수 있다. 다만 이는 일례이며, 티타늄 산화물과 규소 산화물을 이용하는 한, 화합물은 위의 예로 한정되지 않으며, 5 ~ 7층 구조로 다양한 멀티 코팅층을 형성할 수 있다. 또, 골프공(1)에 색상을 부여하기 위하여 포켓(82,….,82)의 충전물에는 색상 있는 도료나 안료를 첨가할 수 있다. 코팅층 형성에 티타늄 산화물과 규소 산화물을 이용하더라도 그 두께가 상기 범위를 초과하면 경도가 지나치게 커지는 문제점이 있고 두께가 범위 미만이면 경도가 지나치게 낮아져서 타격시 파손될 가능성이 크다는 문제점이 있다. By alternately stacking titanium oxide and silicon oxide with high hardness and increasing the thickness of titanium oxide at the outermost part, both the hard cover and the soft cover golf ball 1 have high strength, and the trajectory can be controlled with high spin. It is possible to provide a golf ball 1 that is easy and has a long flight distance. However, this is an example, and as long as titanium oxide and silicon oxide are used, the compound is not limited to the above example, and various multi-coating layers can be formed with a 5 to 7 layer structure. In addition, in order to impart color to the golf ball 1, a colored paint or pigment may be added to the filling of the pockets 82, ..., 82. Even if titanium oxide and silicon oxide are used to form the coating layer, there is a problem that the hardness is excessively increased when the thickness exceeds the above range, and the hardness is excessively low when the thickness is less than the range, so there is a high possibility of breakage when hitting.

코팅이 완료되면, 진공챔버를 개방한 후 골프공을 홀더(28b)로부터 분리하여 꺼낸다(S20). When the coating is completed, after opening the vacuum chamber, the golf ball is separated from the holder 28b and taken out (S20).

마지막으로 코팅층의 외부면에 발수코팅을 실시한다. 발수코팅 재료는 실리콘계 또는 불소계 재료를 사용하며, 두께는 코팅층 보다 작은 500 ~ 600 Å이 바람직하다. 발수코팅을 실시함으로써, 습기를 머금고 있는 페어웨이나, 그린에서 퍼팅시 공의 표면에 수막이 형성되는 것을 방지하고 모래나 이물질이 붙지 않도록 하여 거리 손실을 방지하고 직진성을 좋게 할 수 있다.Finally, a water-repellent coating is applied to the outer surface of the coating layer. The water-repellent coating material uses a silicon-based or fluorine-based material, and the thickness is preferably 500 to 600 Å smaller than that of the coating layer. By applying the water-repellent coating, it is possible to prevent the formation of a water film on the surface of the ball when putting on a fairway or green containing moisture, and to prevent loss of distance and improve straightness by preventing sand or foreign substances from adhering.

이상 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 본 실시예의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. The above-described embodiments are only illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art can make various modifications and modifications of this embodiment within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. transformation is possible

Claims (8)

골프공의 외부 표면에 다수 개의 코팅층이 형성되고,
상기 다수 개의 코팅층은 티타늄 산화물로 된 층과 규소산화물로 된 층을 포함하며,
골프공의 외부 표면이 에칭 가공에 의해 식각된 상태에서 상기 코팅층이 형성되되, 최외곽에는 티타늄 산화물로 된 티타늄 산화물 코팅층이 형성되고, 최외곽 티타늄 산화물 코팅층은 그 아래의 티타늄 산화물 코팅층 보다 두꺼운 두께로 형성되며,
상기 코팅층은 상기 외부 표면의 전체를 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는, 골프공.A plurality of coating layers are formed on the outer surface of the golf ball,
The plurality of coating layers include a layer of titanium oxide and a layer of silicon oxide,
The coating layer is formed while the outer surface of the golf ball is etched by etching, and a titanium oxide coating layer made of titanium oxide is formed on the outermost portion, and the outermost titanium oxide coating layer is thicker than the titanium oxide coating layer below it. is formed,
Characterized in that, the coating layer is formed to cover the entire outer surface of the golf ball. 제1항에 있어서,
상기 다수 개의 코팅층은 골프공의 외부 표면에서부터 바깥쪽을 향하여, Ti3O5를 포함하는 두께 1,800 ~ 2,000 Å의 제1층, SiO2를 포함하는 두께 2,000 ~ 2,200 Å의 제2층, Ti3O5를 포함하는 두께 1,700 ~ 1,800 Å의 제3층, SiO2를 포함하는 두께 2,000 ~ 2,200 Å의 제4층, 및 Ti3O5를 포함하는 두께 2,300 ~ 2,500 Å의 제5층이 형성된, 골프공.According to claim 1,
The plurality of coating layers are a first layer having a thickness of 1,800 to 2,000 Å containing Ti 3 O 5 and a second layer having a thickness of 2,000 to 2,200 Å containing SiO 2 , Ti 3 A third layer with a thickness of 1,700 to 1,800 Å containing O 5 , a fourth layer with a thickness of 2,000 to 2,200 Å containing SiO 2 , and a fifth layer with a thickness of 2,300 to 2,500 Å containing Ti 3 O 5 are formed, golf ball. (a) 골프공의 외부 표면을 세정 및 건조하고 진공챔버로 이송하여, 진공챔버 내부의 전용 지그에 골프공을 고정하는 단계;
(b) 진공챔버를 배기하여 플라즈마 형성 분위기를 만드는 단계;
(c) 진공챔버 내부에서 이온빔을 이용하여 골프공의 외부 표면을 에칭하는 단계; 및
(d) 코팅장치를 이용하여, 상기 에칭된 골프공의 외부 표면의 전체를 티타늄 산화물과 규소산화물 중 어느 하나로 코팅하되, 상기 코팅으로 복수 개의 코팅층을 형성하고 복수 개의 코팅층 중 일부 코팅층은 티타늄 산화물로 이루어지고 나머지 일부 코팅층은 규소산화물로 이루어지는 단계;를 포함하는, 골프공 제조 방법.(a) cleaning and drying the outer surface of the golf ball, transferring it to a vacuum chamber, and fixing the golf ball to a dedicated jig inside the vacuum chamber;
(b) evacuating the vacuum chamber to create a plasma forming atmosphere;
(c) etching the outer surface of the golf ball using an ion beam inside the vacuum chamber; and
(d) using a coating device, the entire outer surface of the etched golf ball is coated with either titanium oxide or silicon oxide, wherein a plurality of coating layers are formed with the coating, and some of the coating layers are made of titanium oxide. A method for manufacturing a golf ball comprising the steps of: 제3항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
티타늄 산화물인 Ti3O5와 규소산화물인 SiO2를 교대로 코팅하는 것을 특징으로 하는, 골프공 제조 방법.According to claim 3,
In step (d),
A method for manufacturing a golf ball, characterized by alternately coating Ti 3 O 5 which is a titanium oxide and SiO 2 which is a silicon oxide. 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 (c) 단계와 (d) 단계는 골프공이 진공챔버 내부의 전용 지그에 고정된 상태로 이루어지고, 상기 이온빔의 소스(source)와 코팅장치는 진공챔버의 하부에 위치하며,
전용 지그는,
진공챔버의 상단에 회전 가능하도록 설치되되, 상하방향으로 설치된 메인칼럼(20);
메인칼럼(20)에 설치되어 메인칼럼(20)과 함께 회전되는 메인프레임(24);
메인프레임(24)에 상하 방향을 따라 소정 간격으로 설치된 복수 개의 지지프레임(28a); 및
각 지지프레임(28a)의 선단에 설치되어 골프공을 고정하는 홀더(28b);를 포함하고,
메인프레임(24)은 메인칼럼(20)을 중심으로 회전되며, 지지프레임(28a)은 상기 상하 방향과 직각을 이루는 방향의 축을 중심으로 회전되는 것을 특징으로 하는, 골프공 제조 방법.According to claim 3 or 4,
Steps (c) and (d) are performed in a state in which the golf ball is fixed to a dedicated jig inside the vacuum chamber, and the source of the ion beam and the coating device are located in the lower part of the vacuum chamber,
dedicated jig,
a main column 20 rotatably installed at the top of the vacuum chamber and vertically installed;
A main frame 24 installed on the main column 20 and rotated together with the main column 20;
A plurality of support frames 28a installed at predetermined intervals along the vertical direction on the main frame 24; and
A holder 28b installed at the front end of each support frame 28a to fix the golf ball; includes,
The main frame 24 is rotated around the main column 20, and the support frame 28a is rotated around an axis perpendicular to the vertical direction. 제5항에 있어서
상하 방향으로 이웃하는 지지프레임(28a)은 하부의 지지프레임(28a)의 길이가 상부의 지지프레임(28a)의 길이 보다 적어도 골프공 직경만큼 그 길이가 짧고 이에 따라 이온빔과 코팅물질이 상,하측의 골프공에 균일하게 작용하는 것을 특징으로 하는, 골프공 제조 방법. According to claim 5
In the support frames 28a adjacent to each other in the vertical direction, the length of the lower support frame 28a is shorter than the length of the upper support frame 28a by at least a golf ball diameter, and accordingly, the ion beam and the coating material are moved to the upper and lower sides. Characterized in that it acts uniformly on the golf ball of the, golf ball manufacturing method. 제6항에 있어서,
상기 코팅 장치는 전자빔 장치를 포함하며, 전자빔 장치는 회전 가능한 매거진과, 매거진의 원주방향을 따라 일정한 각도 간격으로 형성된 복수 개의 오목한 포켓을 포함하며,
상기 (d) 단계는, 각각의 포켓에 티타늄 산화물 또는 규소산화물을 충전하고, 매거진을 상기 각도 만큼 회전시킨 후 정지시키는 것을 반복하면서 순차적으로 포켓에 전자빔을 조사하는 것에 의하여 골프공의 외부에 다수 코팅층을 형성하는, 골프공 제조 방법. According to claim 6,
The coating device includes an electron beam device, and the electron beam device includes a rotatable magazine and a plurality of concave pockets formed at regular angular intervals along the circumferential direction of the magazine,
In the step (d), a number of coating layers are applied to the outside of the golf ball by sequentially irradiating electron beams to the pockets while repeating filling each pocket with titanium oxide or silicon oxide, rotating the magazine by the above angle, and then stopping the magazine. Forming a golf ball manufacturing method. 제7항에 있어서,
상기 (d) 단계는, 전자빔 장치에 의해 비산하여 축적되는 코팅층 두께를 진공챔버의 상단에 설치된 센서로 측정하여 코팅막의 두께가 소정 두께에 이르면 코팅을 중지하고 매거진을 회전시켜 다른 재료로 후속하여 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는, 골프공 제조 방법.According to claim 7,
In the step (d), the thickness of the coating layer scattered and accumulated by the electron beam device is measured with a sensor installed at the top of the vacuum chamber, and when the thickness of the coating layer reaches a predetermined thickness, the coating is stopped, and the magazine is rotated so that the coating layer is subsequently coated with another material. , Golf ball manufacturing method comprising the step of forming a.
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