專利名稱：具有親水涂層的高爾夫球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及高爾夫球領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明涉及具有親水涂層、因而使涂層能膨脹的高爾夫球。
背景技術(shù)：
高爾夫比賽在業(yè)余和職業(yè)水平都是日益流行的運動。本領(lǐng)域已知與高爾夫球的制造和設(shè)計有關(guān)的多種技術(shù)。這些技術(shù)的結(jié)果是具有多種運行性能的高爾夫球。高爾夫球手可根據(jù)，例如高爾夫球手的偏好或比賽條件，使用具有不同運行性能的高爾夫球。例如，不同的凹坑特征可能影響高爾夫球在飛行中的空氣動力學(xué)特性，或者表層硬度的不同可能影響回旋率。已知很多凹坑特征影響高爾夫球的空氣動力學(xué)特性，例如凹坑式樣、凹坑形狀和凹坑深度。理想地，凹坑應(yīng)設(shè)計為通過實現(xiàn)降低的阻力(drag)和增大的升力(lift)而實現(xiàn)最大可能飛行距離。眾所周知，阻力是與高爾夫球飛行方向相反的空氣阻力。阻力由高爾夫球前的高氣壓與高爾夫球尾跡中的低氣壓之間的差所引起。凹坑引起毗接高爾夫球外表面的薄空氣邊界層以湍流方式流動。該湍流的邊界層使分離點向后移動，由此該邊界層保持進一步沿著球外表面鄰接高爾夫球。因此，尾跡的面積降低，并且球后面的壓力升高。 阻力由此降低，高爾夫球?qū)崿F(xiàn)增大的飛行距離。同樣眾所周知的是，升力是施加在高爾夫球上的向上的力，其由球頂部和球底部之間壓力之差產(chǎn)生。由于高爾夫球的回旋，球頂部在與氣流相同的方向上移動，其使空氣分離點移動至更靠后的位置。相反，球底部逆著氣流移動，其使分離點向前移動。這種不對稱的分離在流型(flow pattern)中產(chǎn)生拱形，由此在球頂部之上流動的空氣比沿球底部流動的空氣移動得快。因此，球上面的空氣比球下面的空氣氣壓低。這種壓力差導(dǎo)致綜合的力， 即升力，其向上施加在球上。由于向上的升力使球保持在空氣中更長的時間，因此升力使高爾夫球?qū)崿F(xiàn)增大的飛行距離。凹坑深度尤其能顯著地影響高爾夫球飛行的空氣動力學(xué)。眾所周知，淺凹坑傾向于導(dǎo)致高爾夫球在飛行中升得更高。相反，高爾夫球凹坑越深，高爾夫球的飛行越低。盡管許多不同的空氣動力學(xué)現(xiàn)象很可能都在起作用，但據(jù)信深凹坑內(nèi)的空氣的強渦流導(dǎo)致的升力降低引起了這些傾向。相類似地，高爾夫球外層的硬度也能顯著地影響高爾夫球的運行性能。通常，具有硬表層的高爾夫球會實現(xiàn)降低的旋轉(zhuǎn)，但會實現(xiàn)更遠(yuǎn)的距離。具有硬表層的高爾夫球因此會有利于長擊桿，但在擊短球上更難以控制。另一方面，具有軟表層的高爾夫球通常會經(jīng)歷更多的旋轉(zhuǎn)，并且因此更易于控制和停在草坪上，但離球座的距離不足。因此，高爾夫球手會希望根據(jù)多種因素使用具有不用凹坑深度或不同表層硬度的高爾夫球。例如，天氣情況或高爾夫球手的運動能力可能影響是淺凹坑還是深凹坑，或者是硬表層還是軟表層會更好地實現(xiàn)期望的運行性能。尤其是，雨天導(dǎo)致的潮濕的比賽條件能顯著地影響高爾夫球的運行性能。潮濕的天氣中，高爾夫球表面上的水降低高爾夫球桿面和高爾夫球之間的摩擦力。這種降低的摩擦力引起高爾夫球經(jīng)歷更低的彈道飛行路徑，也減少球的旋轉(zhuǎn)。這種減少的旋轉(zhuǎn)降低高爾夫球手對高爾夫球飛行路徑和落地情況的控制力。潮濕的天氣條件因此對實現(xiàn)最佳的高爾夫球運行性能提出特別的挑戰(zhàn)。業(yè)余的高爾夫球手通常更樂于最小化購買新高爾夫球的成本。然而，高爾夫球手可能需要購買若干組高爾夫球以實現(xiàn)不同的運行性能。即，高爾夫球手可能需要購買一組在正常天氣條件下使用的高爾夫球，以及另一組在潮濕天氣條件下使用的高爾夫球。購買、 貯存和攜帶幾組高爾夫球以實現(xiàn)多種運行性能給高爾夫球手帶來不便，并且增加成本。因此，所屬技術(shù)領(lǐng)域需要應(yīng)對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點的高爾夫球和方法。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提供一種高爾夫球，其包含球芯；實質(zhì)上圍繞球芯的表層，該表層包括至少一個凹坑和至少一個鄰接凹坑的平臺；以及覆蓋至少一部分表層的涂層；其中該涂層由親水的可吸水膨脹的材料組成，由此該涂層設(shè)置為遇水時經(jīng)歷由干燥狀態(tài)向潮濕狀態(tài)的物理變化。另一方面，本發(fā)明提供一種高爾夫球，其包含球芯；實質(zhì)上圍繞球芯的表層，該表層包括至少一個凹坑和至少一個鄰接凹坑的平臺；以及覆蓋表層的至少凹坑部分的涂層； 其中該涂層由親水的可吸水膨脹的材料組成，由此該涂層設(shè)置為遇水時物理性地由干燥狀態(tài)向潮濕狀態(tài)變化；干燥狀態(tài)與第一凹坑深度關(guān)聯(lián)，潮濕狀態(tài)與第二凹坑深度關(guān)聯(lián)，其中第二凹坑深度小于第一凹坑深度；并且干燥狀態(tài)與具有第一硬度的涂層關(guān)聯(lián)，潮濕狀態(tài)與具有第二硬度的涂層關(guān)聯(lián)，其中第二硬度軟于第一硬度。再一方面，本發(fā)明提供一種制造高爾夫球的方法，該方法包含(1)接收被表層實質(zhì)上圍繞的高爾夫球芯的步驟，該表層具有至少一個凹坑和至少一個鄰接凹坑的平臺；(2) 在表層的至少凹坑部分涂上涂層的步驟，該涂層由親水的可吸水膨脹的材料組成，由此該涂層設(shè)置為遇水時物理性地由干燥狀態(tài)向潮濕狀態(tài)變化；其中干燥狀態(tài)與第一凹坑深度關(guān)聯(lián)，潮濕狀態(tài)與第二凹坑深度關(guān)聯(lián)，并且第二凹坑深度小于第一凹坑深度；并且干燥狀態(tài)與具有第一硬度的涂層關(guān)聯(lián)，潮濕狀態(tài)與具有第二硬度的涂層關(guān)聯(lián)，并且第二硬度軟于第一硬度。通過下面附圖及詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明另外的系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點會是或者會變得顯而易見。該說明書試圖在本發(fā)明范圍內(nèi)包括所有那些另外的系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點，并且使其受所述權(quán)利要求的保護。


參考下列附圖和說明，可以更好地理解本發(fā)明。附圖中的構(gòu)成要素不一定按比例繪制，而是重點用于說明本發(fā)明的原理。而且，在不同視圖中，類似的附圖標(biāo)記標(biāo)示相應(yīng)的部分。圖1表示具有多個凹坑和將凹坑隔離的平臺的高爾夫球。圖2表示圖1的高爾夫球上的單獨凹坑的兩個橫斷面視圖。圖3表示高爾夫球的一替代實施例上的單獨凹坑的兩個橫斷面視圖。
圖4表示高爾夫球的第三實施例上的單獨凹坑的兩個橫斷面視圖。圖5表示高爾夫球的第四實施例上的單獨凹坑的兩個橫斷面視圖。圖6表示構(gòu)成圖1的高爾夫球上的涂層的聚合物分子的放大圖。圖7表示在正常天氣條件下，被高爾夫球手揮動的高爾夫球桿擊打后，兩個高爾夫球的兩個類似的飛行路徑。圖8表示在潮濕天氣條件下，被高爾夫球手揮動的高爾夫球桿擊打后，兩個高爾夫球的兩個不同的飛行路徑。
具體實施例方式本發(fā)明總體涉及具有由親水的可吸水膨脹的材料組成的涂層的高爾夫球。具體地，在實施例中，至少一個凹坑涂有該親水的可吸水膨脹的材料，并且該涂層遇水時物理性地變化。該物理變化可以是，例如凹坑深度的變化，或涂層硬度的變化。該物理變化可以使得高爾夫球能夠補償本來會在潮濕天氣情況下發(fā)生的不期望的運行性能。圖1以高爾夫球100表示本發(fā)明的實施例。高爾夫球100包括多個凹坑102和在其表面隔離凹坑的平臺104。除以下另有論述外，高爾夫球100總體上可以是本領(lǐng)域已知的任何類型的高爾夫球。即，除非本發(fā)明指出相反情況，高爾夫球100總體上可以是傳統(tǒng)上用于高爾夫球的任何構(gòu)造，并且可以由任何已知用于高爾夫球構(gòu)造的多種材料制造。高爾夫球100包括外涂層110。在所示實施例中，涂層110實質(zhì)上覆蓋表層108的全部。圖1通過虛線表示的裁剪區(qū)顯示涂層Iio之下的表層108。盡管圖1顯示涂層110 完全覆蓋表層108的全部，在其他實施例中，涂層110可覆蓋少于表層108全部的表層108 的某一部分。如在高爾夫球技術(shù)領(lǐng)域所公知的，所述多個凹坑102總體上可以任何式樣設(shè)置在表層108上。本領(lǐng)域公知有多種已知的凹坑包裝式樣。凹坑102總體上可以是任何形狀， 例如圓形、三角形或多邊形。凹坑102可以是統(tǒng)一的形狀和大小，或者凹坑式樣可以由具有 (例如)不同大小或不同形狀的兩種或多種不同類型的凹坑構(gòu)成。至少一個平臺104是表層108的一部分，其隔離至少兩個凹坑102并且沒有縮進或并非凹坑的一部分?？傮w上，平臺104是相鄰凹坑102之間的“脊”或“隆起(fret) ”。高爾夫球100可以包括如圖1所示的一個橫跨整個表層的連續(xù)的平臺104，或者多個在所述多個凹坑102之間的獨立的平臺。圖2顯示了高爾夫球100上一具體的凹坑102的橫斷面視圖。圖2中顯示了高爾夫球100的三個不同的部分。球芯106構(gòu)成高爾夫球100的中心，表層108實質(zhì)上圍繞球芯106，并且涂層110如圖所示覆蓋表層108。盡管圖2只顯示了高爾夫球106的這三個部分，但高爾夫球100也可以包括沒有顯示的額外層。這樣的額外層可以包括，例如，球芯106 和中間層108之間的一或多個額外內(nèi)層，或者一或多個額外涂裝層。額外內(nèi)層可以包括通常與“三件式”高爾夫球、“多件式”高爾夫球關(guān)聯(lián)的層，或其他額外內(nèi)層。涂裝層可以包括， 例如，透明涂層，裝飾標(biāo)記層(cosmetic marking layers)，或其他涂裝層。如圖2所示，表層108包括至少一個凹坑102和鄰接凹坑102的至少一個平臺104。 凹坑102定義為線208之下的區(qū)域，其中線208由平臺104的最高表面定義。如圖所示，涂層110實質(zhì)上覆蓋表層108。表層108包括表面212以及表面228，表層108與涂層110在表面212相接于凹坑102中，表層108與涂層110在表面2 相接于平臺104上。
在圖2所示的實施例中，涂層110包括在平臺部104覆蓋表層108的平臺部112。 涂層Iio也包括在凹坑102覆蓋表層108的凹坑部114。涂層110的平臺部112具有第一厚度206，而涂層凹坑部114具有第二厚度204。在所示實施例中，第二厚度204大于第一厚度206。然而，在其他實施例中，第一厚度206和第二厚度204可具有其他相對值。凹坑 102在圖2上部具有第一凹坑深度202?？傮w上將圖2的上部稱作“干燥狀態(tài)”，用以表示球 100遇到足以引起被球100吸收的潮濕水平之前的狀態(tài)。第一凹坑深度202定義為第一凹坑底面210和線208之間的距離。圖示的第一凹坑深度202在凹坑的中心200處測量。然而，本發(fā)明所使用的詞語“凹坑深度”不必然在凹坑102的中心200測量，而是可總體上理解為凹坑102的頂部208和凹坑102的底面210之間在任一具體點的距離，或者(例如) 為橫跨凹坑102的這個距離的平均值。如圖2的下部所示，涂層110設(shè)置為能夠經(jīng)歷物理變化?？傮w上將圖2的下部稱為“潮濕狀態(tài)”，用以表示球100遇到潮濕足夠長的時間之后以至于使得涂層能夠吸收潮濕的狀態(tài)。在所示實施例中，該物理變化是膨脹，由此當(dāng)由干燥狀態(tài)變?yōu)槌睗駹顟B(tài)時，涂層110 膨脹。該膨脹引起涂層的形狀以多種方式變化。例如，涂層110的平臺部112由干燥狀態(tài)厚度206膨脹到潮濕狀態(tài)厚度224，這些厚度之差是距離226。涂層110的平臺部112因此具有潮濕狀態(tài)最高表面214。此外，涂層110的凹坑部114由干燥狀態(tài)厚度204膨脹到潮濕狀態(tài)厚度220，這些厚度之差是距離222。涂層110的凹坑部114由此具有新的潮濕狀態(tài)表面 216。在所示具體實施例中，涂層110的平臺部112和凹坑部114具有相同的線性溶脹比。線性溶脹比，本技術(shù)領(lǐng)域也稱為線性溶脹率，是厚度變化與原厚度的比，即距離226與距離206的比，以及距離222與距離204的比。在以下論述的其他實施例中，平臺部和凹坑部的線性溶脹比可以不同。更具體地，在特定實施例中，高爾夫球由干燥狀態(tài)向潮濕狀態(tài)轉(zhuǎn)變時發(fā)生的膨脹可能引起凹坑深度變化。換句話說，干燥狀態(tài)可能與第一凹坑深度202關(guān)聯(lián)，然而潮濕狀態(tài)可能與第二凹坑深度218關(guān)聯(lián)。在潮濕狀態(tài)最高的平臺面和潮濕狀態(tài)凹坑底面216之間測量第二凹坑深度218?？傮w上，第二凹坑深度218可以是與第一凹坑深度202不同的任何凹坑深度。然而，在所示特定實施例中，第二凹坑深度218小于第一凹坑深度202。在某些實施例中，第二凹坑深度218可比第一凹坑深度202小一特定的百分比。例如，第二凹坑深度 218可以比凹坑深度202小75%或更少，或者第二凹坑深度218可以比第一凹坑深度202 小50%或更少，或者第二凹坑深度218可以比第一凹坑深度202小33%或更少。在圖2所示的特定實施例中，凹坑深度在干燥狀態(tài)與潮濕狀態(tài)之間的變化是由涂層Iio的平臺部112和凹坑部114的厚度不同所引起的，即使這兩個區(qū)域中線性溶脹比是相同的。換言之，與平臺部112的厚度206相比，涂層110的凹坑部114的更大的厚度204 導(dǎo)致在凹坑中膨脹的距離222大于在平臺上膨脹的距離226。重新參考圖1，圖2中所示的凹坑102中的變化可能相對于橫跨高爾夫球100全部的多個凹坑中的一個或多個發(fā)生。在某些實施例中，少于所有的多個凹坑的凹坑可設(shè)置為經(jīng)歷由干燥狀態(tài)向潮濕狀態(tài)的物理變化。例如，以期望的式樣設(shè)置的所述多個凹坑的某一子集可設(shè)置為這樣變化。這樣的式樣可以是，例如球面對稱或非球面對稱。設(shè)置為變化的凹坑的某些對稱式樣可符合管理高爾夫球比賽的美國高爾夫協(xié)會(U. S. G. A.)標(biāo)準(zhǔn)。具體地，高爾夫球可包括設(shè)置為變化的凹坑式樣，由此可變化的凹坑式樣引起高爾夫球符合針對對稱性的U. S. G. A規(guī)則7. 3章的標(biāo)準(zhǔn)。如圖1所示，在其他實施例中，所有的多個凹坑102可設(shè)置為經(jīng)歷由干燥狀態(tài)向潮濕狀態(tài)的物理變化。換言之，在涂層Iio的任何變化之前，高爾夫球100上的所有凹坑102 可以具有相同的第一凹坑深度202。因此，涂層110變化之后，所有凹坑102可以具有相同的第二凹坑深度218。凹坑的變化因此可以波及所有的所述多個凹坑一致地發(fā)生。除了上述變化，由干燥狀態(tài)向潮濕狀態(tài)轉(zhuǎn)變時，涂層110還可能經(jīng)歷其他的物理變化。例如，涂層110可能改變硬度。干燥狀態(tài)可能與具有第一硬度的涂層110關(guān)聯(lián)，而潮濕狀態(tài)可能與具有第二硬度的涂層110關(guān)聯(lián)。第一硬度和第二硬度總體上可以是通常與高爾夫球外層關(guān)聯(lián)的任何硬度值，例如約40到80邵氏D硬度。第一硬度和第二硬度可以是不同的硬度值。在特定實施例中，第二硬度軟于第一硬度(即硬度更低)。在某些實施例中，第二硬度比第一硬度至少軟五個邵氏D硬度單位。在其他實施例中，第二硬度比第一硬度至少軟10個邵氏D硬度單位。涂層110可以由親水的可吸水膨脹的材料組成。親水的可吸水膨脹的材料可以是在能夠與水形成氫鍵的分子上包括極性電荷，并且吸水由此通過膨脹物理性地改變尺寸的任何材料。親水的可吸水膨脹的材料遇水后經(jīng)歷由干燥狀態(tài)到潮濕狀態(tài)的物理變化。以下進一步詳述親水的可吸水膨脹的材料的性質(zhì)。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的高爾夫球300的第二實施例。高爾夫球300包括涂層 310，涂層310覆蓋表層108的至少一個凹坑302部分并覆蓋表層108的至少一個平臺304 部分。在本實施例中，涂層310的平臺部312包含第一親水的可吸水膨脹的材料，涂層310 的凹坑部314包含第二親水的可吸水膨脹的材料。如圖3的上部所示，當(dāng)處于干燥狀態(tài)時， 涂層310的厚度在整個凹坑部314和平臺部312中恒定。S卩，厚度404 (在凹坑302中表層 108的頂面412和干燥狀態(tài)凹坑底面410之間測量)與厚度406 (在平臺304中表層108的頂面4 和線408之間測量)相同。這不同于圖2的實施例，圖2的實施例中，這些部分如上述在干燥狀態(tài)(以及在潮濕狀態(tài))下具有不同的厚度。圖3的實施例允許使用兩種不同的具有不同線性溶脹比的材料。即，第一親水的可吸水膨脹的材料312具有第一線性溶脹比，第二親水的可吸水膨脹的材料314具有與第一線性溶脹比不同的第二線性溶脹比。在特定實施例中，第二線性溶脹比大于第一線性溶脹比。因此，當(dāng)高爾夫球300轉(zhuǎn)變至潮濕狀態(tài)時，涂層310的凹坑部314會比平臺部312 膨脹更大的距離。具體地，凹坑部314由干燥狀態(tài)厚度404膨脹至潮濕狀態(tài)厚度420。如圖所示，厚度404與厚度420之差是距離422。另一方面，平臺部312由干燥狀態(tài)厚度406膨脹至潮濕狀態(tài)厚度424。厚度406與厚度4M之差是距離426。在所示具體實施例中，距離 422可以大于距離426。凹坑部314的線性溶脹比因此是距離422與距離404之比，其比由距離似6與距離406之比定義的平臺部312的線性溶脹比大得多。因此，凹坑302在干燥狀態(tài)時具有第一凹坑深度402 (在凹坑中心400處，在干燥狀態(tài)凹坑底面410和線408之間測量)，在潮濕狀態(tài)時具有第二凹坑深度418 (在凹坑中心400處，在潮濕狀態(tài)凹坑底面416 和線414之間測量)。在所示實施例中，第二凹坑深度418可以小于第一凹坑深度402。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的高爾夫球500的第三實施例。在本實施例中，涂層510具體在表面612處覆蓋表層108的凹坑部502。涂層510不覆蓋表層108的平臺部504。涂層510可以覆蓋高爾夫球500上的每個凹坑部502，由此涂層510可以由遍布高爾夫球500 整體的每個單獨的涂層部分共同組成。可選擇地，涂層510可以覆蓋高爾夫球500上少于所有的凹坑部分502。如在上述的其他實施例中，涂層510可以如圖4的上半部所示以干燥狀態(tài)存在。干燥狀態(tài)與第一凹坑深度602關(guān)聯(lián)，該深度在凹坑中心軸600處在干燥狀態(tài)凹坑底面610和線608之間測量。干燥狀態(tài)還與具有干燥狀態(tài)厚度604的涂層510關(guān)聯(lián)，該厚度在表層108表面612和干燥狀態(tài)凹坑底面610之間測量。如圖4的下半部所示，涂層510然后可以經(jīng)歷由干燥狀態(tài)到潮濕狀態(tài)的物理變化。 潮濕狀態(tài)與第二凹坑深度618關(guān)聯(lián)，該深度在凹坑中心軸600處在潮濕狀態(tài)凹坑底面616 和線608之間測量。潮濕狀態(tài)還與具有潮濕狀態(tài)厚度620的涂層510關(guān)聯(lián)，該厚度在表層表面612和潮濕狀態(tài)凹坑底面616之間測量。第一凹坑深度602和第二凹坑深度618之差示為距離622。除了上述凹坑深度的變化，示于圖4的實施例還可以實現(xiàn)其他有益效果。在本實施例中，因為涂層510不覆蓋平臺504，涂層510硬度的改變可能產(chǎn)生不同硬度的 “帶”。這樣的硬度帶于共同擁有的2010年1月20日提交的專利號為—、目前申請?zhí)枮?2/690，761、名稱為“具有不同硬度表層的高爾夫球(Golf Ball With Cover Having Varying Hardness) ”的美國專利中詳述，該專利的公開內(nèi)容以其整體以引用的方式結(jié)合于此。圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的高爾夫球700的第四實施例。高爾夫球700包括以一致的厚度覆蓋凹坑部702和平臺部704的涂層710。S卩，平臺部704中涂層710的厚度806與凹坑部702中涂層710的厚度804相同。在本實施例中，涂層710具有一致的厚度，并且可以由均勻的連續(xù)的材料(因而具有恒定的溶脹比)制成。因此，由干燥狀態(tài)到潮濕狀態(tài)的物理變化不改變凹坑深度。干燥狀態(tài)與第一凹坑深度802關(guān)聯(lián)，該深度在凹坑中心軸800處在干燥狀態(tài)凹坑底面810和線808之間測量。潮濕狀態(tài)與第二凹坑深度818關(guān)聯(lián)，該深度在潮濕狀態(tài)凹坑底面816和由平臺704的頂面定義的線814之間測量。在本實施例中，涂層710的平臺部712所膨脹的距離擬6與涂層710的凹坑部714所膨脹的距離822相同。 因此，像所有的厚度804和806(在干燥狀態(tài))以及厚度820和824(在潮濕狀態(tài))一樣，第一凹坑深度802與第二凹坑深度818實質(zhì)相同。盡管本實施例沒有設(shè)置為改變凹坑深度，但是涂層710可以經(jīng)歷期望的硬度改變。由干燥狀態(tài)到潮濕狀態(tài)的轉(zhuǎn)變可以，例如，一致地降低涂層710的硬度。如上述，降低的硬度可以增加高爾夫球700被高爾夫球桿面擊打時所經(jīng)歷的旋轉(zhuǎn)率以及控制程度。圖6進一步詳細(xì)顯示了高爾夫球100(圖1)的涂層110。如上所述，涂層110可以由親水的可吸水膨脹的材料組成，其中親水的可吸水膨脹的材料可以是在能夠與水形成氫鍵的分子上包括極性電荷，并且吸水由此通過膨脹物理性地改變尺寸的任何材料。不希望被任何具體的作用理論束縛，圖6顯示了這樣的膨脹可能發(fā)生的一種機制。在圖6中，涂層110可以由聚合物束900構(gòu)成。圖6所示的聚合物束900僅僅代表聚合物材料的分子結(jié)構(gòu)，并未按比例繪制。在圖6所示的特定實施例中，第一聚合物束 902位于鄰接第二聚合物束910的位置。第一聚合物束902和第二聚合物束910的每一個分別包括自由懸垂的羥基(-0H) 904和908。羥基(-0H) 904和908能和水分子906形成氫鍵。由于形成這些氫鍵，水分子906將自己插入本來緊密鄰接的聚合物束902和910之間。水分子因此“推動”聚合物束902和910分開，引起涂層110膨脹。在具體實施例中，由干燥狀態(tài)到潮濕狀態(tài)的物理變化可以是可逆的。具體地，水分子可以通過孔912進入涂層110，并且在那里存在?？?12僅代表多孔的親水的可吸水膨脹的材料，并未按比例繪制。涂層100因此可以遇水時由干燥狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌睗駹顟B(tài)，并且再回復(fù)。由潮濕狀態(tài)回復(fù)至干燥狀態(tài)的轉(zhuǎn)變可以(例如)在預(yù)先確定的時間段之后發(fā)生，在該時間段中涂層110沒有遇水，或者該轉(zhuǎn)變可以由諸如加熱的具體促進因素引起。親水的可吸水膨脹的聚合物材料在聚合物化學(xué)領(lǐng)域是廣泛公知的。關(guān)于親水的可吸水膨脹的聚合物材料的信息可以，例如在2004年9月7日授予Takeda等的專利號為6，787，487、名稱為“水蒸氣可透過和不透水的材料以及制造該材料的方法(Water Vaporpermeable and Waterproof Material and Method for Manufacturing the Same)” 的美國專利中找到，該專利的公開內(nèi)容以其整體以引用的方式結(jié)合于此。此外，1993年11 月30日授予Onmmaka等的專利號為5，沈6，669、名稱為“軟化非膨脹聚亞氨酯(Softening Non-swelling Polyurethane)，，的美國專利也提供了關(guān)于親水的可吸水膨脹的聚合物材料的相關(guān)信息，盡管其中公開的具體聚合物是不膨脹的。專利號為5，266, 669的美國專利的公開內(nèi)容以其整體結(jié)合于此。在具體實施例中，親水的可吸水膨脹的材料是熱塑性聚亞氨酯(TPU)。盡管已知熱塑性聚亞氨酯材料使用于高爾夫球結(jié)構(gòu)，但用于形成涂層110的熱塑性聚亞氨酯必須是親水和可吸水膨脹的，聚合物必須針對該性質(zhì)而特定地制造。例如在1994年8月2日授予Gould等的專利號為5，334，691、名稱為“具有改善的強度的親水聚亞氨酯(Hydrophilic Polyurethanes of Improved Strength) ”的美國專利中公開了合適的親水的可吸水膨脹的熱塑性聚亞氨酯，該專利的公開內(nèi)容以其整體以引用的方式結(jié)合于此。例如在2000年1月25日授予&ito等的專利號為6，017，625、名稱為“吸水性聚亞氛酉旨纖維及其生產(chǎn)方法(Water-absorptive polyurethane fiber and method of producing the same) ”的美國專利中公開了其他合適的親水的可吸水膨脹的熱塑性聚亞氨酯，該專利的公開內(nèi)容以其整體以引用的方式結(jié)合于此。最后，例如Tuominen等申請的、2009年11月26日公布、公布號為2009/(^91120、 名稱為“親水聚亞氨酯組合物(Hydrophilic Polyurethane Compositions) ”的美國專利申請中公開了其他合適的親水的可吸水膨脹的熱塑性聚亞氨酯，該申請的公開內(nèi)容以其整體以引用的方式結(jié)合于此。上述參考僅是示例性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以替換其他已知的可適合此處公開的高爾夫球涂層的結(jié)構(gòu)和目的的親水的可吸水膨脹的熱塑性聚亞氨酯組合物。本公開還提供了一種制造高爾夫球的方法?？傮w上，制作高爾夫球的方法包括(1) 接收被表層實質(zhì)上圍繞的高爾夫球芯的步驟，該表層具有至少一個凹坑和至少一個鄰接凹坑的平臺；以及( 在表層的至少凹坑部分涂上涂層的步驟，該涂層由親水的可吸水膨脹的材料組成，由此該涂層設(shè)置為遇水時由干燥狀態(tài)向潮濕狀態(tài)物理性地變化。該方法生成設(shè)置為遇水時由干燥狀態(tài)向潮濕狀態(tài)物理性地變化的高爾夫球。具體地，該方法生成高爾夫球，其中干燥狀態(tài)與第一凹坑深度關(guān)聯(lián)，潮濕狀態(tài)與第二凹坑深度關(guān)聯(lián)，并且第二凹坑深度小于第一凹坑深度；其中干燥狀態(tài)與具有第一硬度的涂層關(guān)聯(lián)，潮濕狀態(tài)與具有第二硬度的涂層關(guān)聯(lián)，第二硬度軟于第一硬度。
如已相對于圖1-5的多種實施例而論述的，該方法可以涂覆表層的至少凹坑部分。在具體實施例中，該方法可以實質(zhì)上在表層的全部上涂上涂層。在其他實施例中，該方法可以涂覆表層的任何小于表層全部的部分。涂覆可以由任何通常公知的涂覆方法實施， 例如刷、浸、模鑄或電鍍。圖7和圖8顯示可以如何使用根據(jù)本發(fā)明的高爾夫球來補償潮濕天氣條件。盡管不希望被任何特定用途或效果束縛，由干燥狀態(tài)到潮濕狀態(tài)的凹坑深度和硬度上的變化通?？傮w上使得高爾夫球100能夠補償潮濕天氣條件的影響，該天氣情況本來會不利于傳統(tǒng)的高爾夫球。具體地，在潮濕天氣中，傳統(tǒng)的高爾夫球上的水會降低擊球過程中高爾夫球桿面和高爾夫球之間的摩擦量，引起高爾夫球經(jīng)歷低彈道飛行路徑和減少的旋轉(zhuǎn)。圖7顯示了高爾夫球手1000在良好(即正常，不潮濕)天氣條件下打高爾夫球。 在這些條件下，高爾夫球100如圖1所示處于干燥狀態(tài)。具體地，高爾夫球100具有第一凹坑深度以及涂層110具有第一硬度值。高爾夫球100朝著球座1004沿著飛行路徑1006前進，達到最大垂直距離1010。作為對比，圖中顯示傳統(tǒng)的高爾夫球1016沿著實質(zhì)上類似的飛行路徑1008前進。傳統(tǒng)的高爾夫球1016具有和干燥狀態(tài)時的高爾夫球100相同的總體空氣動力學(xué)性質(zhì)，例如凹坑深度和表層硬度。圖8顯示了高爾夫球手1000在潮濕天氣條件下打高爾夫球。具體地，雨水1014 弄濕高爾夫球100和高爾夫球1016，以及草地1002。由于遇到雨水1014形式的水，高爾夫球100經(jīng)歷由干燥狀態(tài)到潮濕狀態(tài)的物理變化(如圖1中所示)。高爾夫球100的潮濕狀態(tài)具有可小于第一凹坑深度的第二凹坑深度，并且具有可軟于第一硬度的第二硬度。由于潮濕的天氣條件，傳統(tǒng)高爾夫球1016在擊球過程中中經(jīng)歷其表層和高爾夫球桿面之間減少的摩擦。因此，傳統(tǒng)的高爾夫球1016首先經(jīng)歷具有降低的最大高度1012的飛行路徑軌跡1018。傳統(tǒng)的高爾夫球1016還經(jīng)歷減少的旋轉(zhuǎn)，引起落地時擊球的糟糕控制。相反，潮濕狀態(tài)下的高爾夫球100通過具有降低的凹坑深度和變軟的最外層補償減少的摩擦。降低的凹坑深度引起高爾夫球100經(jīng)歷飛行路徑1006，其不同地高于減少的摩擦本來會引起的飛行路徑。此外，變軟的最外層引起高爾夫球100經(jīng)歷比減少的摩擦本來會引起的更多的旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致高爾夫球100落地時具有更好的控制。因此，本發(fā)明提供了在良好天氣條件和潮濕天氣條件下都同樣好用的高爾夫球。在2010年11月1日提交的申請?zhí)枮?2/916，955(代理人案卷號72-1100)、名稱為“具有可變凹坑的高爾夫球(Golf Ball with Changeable Dimples) ”的美國專利申請公開了具有可影響凹坑深度的層之變化的外徑的高爾夫球的其他特征，該專利的公開內(nèi)容以其整體結(jié)合于此。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種不同的實施例，但是說明書旨在作為范例，而不是限制，而且對于本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員來說，本發(fā)明范圍內(nèi)還可以有更多的實施例和實施方式是顯而易見的。因此，本發(fā)明僅受權(quán)利要求的限制。另外，在權(quán)利要求范圍內(nèi)可以作出各種更改和變換。
權(quán)利要求
1.一種高爾夫球，其特征在于，包含 球芯；實質(zhì)上圍繞球芯的表層，該表層包括至少一個凹坑，和鄰接該凹坑的至少一個平臺；以及覆蓋至少一部分表層的涂層；其中，涂層由親水的可吸水膨脹的材料組成，由此涂層設(shè)置為遇水時經(jīng)歷由干燥狀態(tài)到潮濕狀態(tài)的物理變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球，其特征在于，所述涂層覆蓋表層的至少一個凹坑部分；以及所述干燥狀態(tài)與第一凹坑深度關(guān)聯(lián)，所述潮濕狀態(tài)與第二凹坑深度關(guān)聯(lián)，并且第二凹坑深度與第二凹坑深度不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高爾夫球，其特征在于，第二凹坑深度小于第一凹坑深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高爾夫球，其特征在于，第二凹坑深度小于第一凹坑深度的約 75%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球，其特征在于，所述干燥狀態(tài)與具有第一硬度的涂層關(guān)聯(lián)，所述潮濕狀態(tài)與具有第二硬度的涂層關(guān)聯(lián)，并且第二硬度與第一硬度不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高爾夫球，其特征在于，第二硬度軟于第一硬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高爾夫球，其特征在于，第二硬度比第一硬度軟至少五個邵氏D硬度單位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球，其特征在于，所述親水的可吸水膨脹的材料是熱塑性聚亞氨酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球，其特征在于，由干燥狀態(tài)到潮濕狀態(tài)的物理變化是可逆的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球，其特征在于，所述涂層實質(zhì)上覆蓋表層的全部。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球，其特征在于，所述涂層覆蓋表層的至少一個凹坑部分，并且所述涂層覆蓋表層的至少一個平臺部分；所述涂層在涂層覆蓋所述至少一個平臺部分的位置具有第一厚度； 所述涂層在涂層覆蓋所述至少一個凹坑部分的位置具有第二厚度；以及第二厚度大于第一厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球，其特征在于，所述涂層覆蓋表層的至少一個凹坑部分，并且所述涂層覆蓋表層的至少一個平臺部分；所述涂層在涂層覆蓋所述至少一個平臺部分的位置由第一親水的可吸水膨脹的材料組成；所述涂層在涂層覆蓋表層的至少一個凹坑部分的位置由第二親水的可吸水膨脹的材料組成；以及第一親水的可吸水膨脹的材料具有第一線性溶脹比，第二親水的可吸水膨脹的材料具有第二線性溶脹比，并且第二線性溶脹比大于第一線性溶脹比。
13.—種高爾夫球，其特征在于，包含球芯；實質(zhì)上圍繞球芯的表層，該表層包括至少一個凹坑，和鄰接該凹坑的至少一個平臺；以及覆蓋表層的至少凹坑部分的涂層；其中，所述涂層由親水的可吸水膨脹的材料組成，由此該涂層設(shè)置為遇水時由干燥狀態(tài)向潮濕狀態(tài)物理性地變化；干燥狀態(tài)與第一凹坑深度關(guān)聯(lián)，潮濕狀態(tài)與第二凹坑深度關(guān)聯(lián)，其中第二凹坑深度小于第一凹坑深度；以及干燥狀態(tài)與具有第一硬度的涂層關(guān)聯(lián)，潮濕狀態(tài)與具有第二硬度的涂層關(guān)聯(lián)，其中第二硬度軟于第一硬度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高爾夫球，其特征在于，第二凹坑深度小于第一凹坑深度的約75%。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高爾夫球，其特征在于，第二硬度比第一硬度軟至少五個邵氏D硬度單位。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高爾夫球，其特征在于，由干燥狀態(tài)到潮濕狀態(tài)的物理變化是可逆的。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高爾夫球，其特征在于，所述親水的可吸水膨脹的材料是熱塑性聚亞氨酯。
18.—種制造高爾夫球的方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟(1)接收被表層實質(zhì)上圍繞的高爾夫球芯，該表層具有至少一個凹坑和至少一個鄰接凹坑的平臺；(2)在表層的至少凹坑部分涂上涂層，該涂層由親水的可吸水膨脹的材料組成，由此該涂層設(shè)置為遇水時由干燥狀態(tài)向潮濕狀態(tài)物理性地變化；其中，干燥狀態(tài)與第一凹坑深度關(guān)聯(lián)，潮濕狀態(tài)與第二凹坑深度關(guān)聯(lián)，并且第二凹坑深度小于第一凹坑深度；以及干燥狀態(tài)與具有第一硬度的涂層關(guān)聯(lián)，潮濕狀態(tài)與具有第二硬度的涂層關(guān)聯(lián)，并且第二硬度軟于第一硬度。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，在表層的至少凹坑部分涂上涂層的步驟包含實質(zhì)上在表層的全部涂上涂層。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述親水的可吸水膨脹的材料是熱塑性聚亞氨酯。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高爾夫球，其具有用親水的可吸水膨脹的材料制作的涂層。親水的可吸水膨脹的材料遇水時經(jīng)歷從干燥狀態(tài)到潮濕狀態(tài)的物理變化。潮濕狀態(tài)可與淺的凹坑深度關(guān)聯(lián)，并且涂層比干燥狀態(tài)軟。使用這樣的涂層可允許高爾夫球補償潮濕天氣條件的負(fù)面影響。同樣還提供制造高爾夫球的方法。
文檔編號A63B45/00GK102294112SQ20111017253
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者德里克·A·菲奇特 申請人:耐克國際有限公司