CN102371056B - 制造高尔夫球的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于制造高尔夫球的系统和方法，该高尔夫球具有牢固的层间结合和所需的结构性能，该系统和方法在高尔夫球基材中包括暂时的可移除颗粒、之后移除颗粒以在基材中、包括基材外表面和内部形成空隙。本发明同样公开了具有所产生的牢固的层间结合和结构性能的高尔夫球。

Description

制造高尔夫球的系统和方法

技术领域

本发明涉及多层高尔夫球以及用于制造多层高尔夫球的系统和方法，特别涉及将小颗粒成形到高尔夫球基材中的高尔夫球制造系统和方法，该小颗粒之后可被移除以在基材中形成空洞，所述基材包括基材的外表面和内部。

背景技术

大多数传统的高尔夫球由至少两层材料组成。这些多层高尔夫球分为两个主要的种类：缠绕式高尔夫球和实心高尔夫球。缠绕式高尔夫球典型地具有至少三层，包括中心球芯、包围球芯的缠绕层和包围缠绕层的表层。多层实心高尔夫球具有实心球芯和包围该球芯的一或多层。具有单一实心球芯和单一表层的多层实心高尔夫球是最普遍的商业产品，并且通常称为“两件式”高尔夫球。

在多层高尔夫球中，通过在下面的基材周围成型可形成各外层，例如中间层（有时称为覆盖层（mantle layer））或球芯。外层可通过，例如注塑成型、压缩成型、以及围绕下面的基材浇铸外层材料形成。为了提供最佳性能要求，优选将外层牢固地结合在其邻近的下面的基材。

对于缠绕式球，由于缠绕层的线卷绕所提供的不平的表面和纹理，会有利于外层（例如表层）与其下面的缠绕层之间的夹层粘合。当外层在缠绕层周围成型时，外层材料流入并且围绕这些表面和纹理，引起改进的粘合。相反，在缠绕式或实心高尔夫球中，在非缠绕的平坦的层之间，由于层之间光滑的界面，层之间的粘合会极大地降低。

不恰当的夹层粘合会显著地减损高尔夫球的耐用性和运行性能。例如，糟糕的粘合可能引起层之间的空洞和其他缺点，导致高尔夫球受到例如来自高尔夫球杆或其他硬表面的碰撞时分层。分层会减损高尔夫球的美观和运行能力。另外，当高尔夫球的表层被切割或以其他方式损坏时，不恰当的层间粘合会引起表层碎片从内层脱离并且脱落，引起高尔夫球的进一步碎裂。

不恰当的夹层粘合还会不利地影响高尔夫球的旋转性能。例如，不恰当的夹层粘合会引起球内产生的剪应力的损失，这会妨碍运动员使用大高击面角度的球杆对球施加所需旋转的能力。这种剪应力损失引起的旋转降低的趋势可能在表层与其邻近的下面的基材之间的界面处尤甚，而旋转性能在此处最受影响。

高尔夫球制造商们已试图通过在基材中形成纹理或其他表面特征来改善层之间的粘合性。那些制造技术已包括用具有糙面的模具型腔成型高尔夫球层，或者利用低压等离子体处理、电晕放电处理、化学腐蚀或喷砂加工在已形成的基材的表面形成表面特征。然而，这些技术往往要求额外的时间、加工和制造装置，这会增加生产成本和周期。

因此，需要更加高效地制造具有牢固夹层结合的多层高尔夫球，并且需要具有改进的夹层结合的多层高尔夫球。

发明内容

实施例提供用于制造多层高尔夫球的系统和方法，其中将颗粒置于高尔夫球基材的外表面，之后将其移除以在基材的外表面中形成空隙。

一方面提供制造高尔夫球的方法，其可包括形成高尔夫球的基材，该基材具有外表面；在基材的外表面上布置可移除颗粒，使得每个可移除颗粒的至少一部分裸露于基材的外表面上；从基材的外表面上移除可移除颗粒以在外表面中形成空隙；以及在基材上方形成层，使得所述层的材料占据空隙。

另一方面，可移除颗粒可包含可溶性材料，可移除颗粒的移除可包含在基材上施加溶剂，该溶剂可包含溶解该可溶材料的物质。

另一方面，可移除颗粒可包含水溶性颗粒，并且溶剂可包含水。

另一方面，形成基材以及在基材的外表面上布置可移除颗粒可包含在模具的表面上施加可移除颗粒，将液体形式的基材材料注入模具并且在可移除颗粒上方，以及固化液体基材材料，使可移除颗粒嵌入基材材料。

另一方面，将可移除颗粒施加到模具的表面上可包含将可移除颗粒喷涂到模具表面上。

另一方面，将可移除颗粒施加到模具的表面上可包含均匀分布地施加可移除颗粒。

另一方面，将可移除颗粒施加到模具的表面上可包含随机分布地施加可移除颗粒。

另一方面，形成基材以及在基材的外表面上布置可移除颗粒可包含将颗粒与基材材料混合形成混合物，将混合物注入模具，使颗粒悬浮于整个混合物中并使多个颗粒紧靠模具布置并且包含可移除颗粒，并且固化混合物以形成基材，使可移除颗粒裸露在基材的外表面。

另一方面，可在基材中布置第二多个颗粒，并且该颗粒可包含非裸露可移除颗粒，并且方法可进一步包含从基材中移除非裸露可移除颗粒以在基材中形成闭合的空隙。

另一方面，与基材混合以形成混合物的颗粒可包含可溶于溶剂的可溶性颗粒，其中从基材的外表面移除可移除颗粒以及从基材中移除非裸露可移除颗粒可包含对基材施加溶剂。

另一方面，在基材上方形成层可包含在基材上方成型液体形式的层材料。

另一方面，层可包含高尔夫球的表层，并且基材可包含高尔夫球的中间层和球芯之一。

另一方面，层可包含第一层，并且在基材上方形成第一层可包含在第一层的外表面上布置第二可移除颗粒，并且从第一层的外表面移除第二可移除颗粒以在第一层的外表面中形成空隙。可在第一层上方形成第二层，使得第二层的材料占据第一层外表面中的空隙。

另一方面，在第一层的外表面上布置第二可移除颗粒可包含在第二模具的表面上施加第二可移除颗粒，将基材放置在第二模具内，将液体形式的第一层材料注入第二模具、在基材和第二模具之间以及第二可移除颗粒上方，以及，固化液体第一层材料，使第二可移除颗粒嵌入第一层材料。

另一方面，移除可移除颗粒可包含用力物理性地接触可移除颗粒以及用空气以空气作用地接触可移除颗粒之一。

另一方面，可移除颗粒可包含充有液体的微胶囊、充有气体的微胶囊和凝胶微球中的一种，并且移除可移除颗粒可包含加热可移除颗粒。

另一方面，移除可移除颗粒可包含在完全不加热基材的情况下，选择性地加热可移除颗粒。

另一方面，形成基材以及在基材的外表面上布置可移除颗粒可包含在预制的高尔夫球部分的外表面上施加可移除颗粒，在预制的高尔夫球部分的外表面上方以及可移除颗粒周围形成基材，以及限制基材的厚度使得每个可移除颗粒的至少一部分裸露于基材的外表面。

另一方面提供包含基材和外层的多层高尔夫球。基材可具有外表面，其中基材定义多个在外表面上具有开口的离散的空隙，并且其中多个离散的空隙中的每个空隙具有比每个空隙的内部尺寸窄的开口。外层可布置在基材的外表面上方，其中外层包含占据多个离散的空隙的突出部分，并且其中每个突出部分具有比每个突出部分所占据的空隙的开口宽的尺寸，使得每个突出部分不能穿过开口。

另一方面，离散的空隙可均匀地分布在基材的外表面上。

另一方面，高尔夫球可进一步包含多个遍布基材散布和包埋的颗粒。颗粒的尺寸和形状可以制成与空隙实质上类似。

另一方面，高尔夫球可进一步包含多个遍布基材散布和包埋的闭合空隙，其中闭合空隙的尺寸和形状可以制成与离散的空隙实质上类似。

另一方面，高尔夫球可进一步包含在基材下面的高尔夫球部分。基材可在内表面接触所述高尔夫球部分。多个离散的空隙中的每个空隙可从内表面延伸到基材的外表面。

另一方面，多个离散的空隙的每个空隙可以是球形的。

另一方面，外层可具有与面对基材的一面相背的外表面。外层可定义在外层的外表面上具有开口的第二多个离散的空隙。第二多个离散的空隙中的每个空隙可具有比第二多个离散的空隙中的每个空隙的内部尺寸窄的开口。高尔夫球可进一步包含布置在外层的外表面上方的第二外层。第二外层可包含占据第二多个离散的空隙的突出部分。第二外层的每个突出部分可具有比第二外层的每个突出部分所占据的空隙的开口宽的尺寸，使得第二外层的每个突出部分不能穿过开口。

另一方面提供了由以下工序制造的高尔夫球，该工序可包含形成高尔夫球的基材，该基材具有外表面；在基材的外表面上布置可移除颗粒，使得每个可移除颗粒的至少一部分裸露于基材的外表面上；从基材的外表面移除可移除颗粒以在外表面中形成空隙；以及在基材上方形成层，使得所述层的材料占据空隙。

另一方面，每个空隙可在基材的外表面上具有比每个空隙的内部尺寸窄的开口。

通过下面附图及详细的说明，对于本领域技术人员来说，本发明另外的系统、方法、特征和优点会是或者会变得显而易见。该说明书试图在本发明范围内包括所有那些另外的系统、方法、特征和优点，并且使其受所述权利要求的保护。

附图说明

参考下列附图和说明，可以更好地理解本发明。附图中的构成要素不一定按比例绘制，而是重点用于说明本发明的原理。而且，在不同视图中，类似的附图标记标示相应的部分。

图1是说明具有球芯和布置在球芯周围的表层的两件式高尔夫球的实施例的示意图。

图2是说明具有球芯、一个中间层和表层的三件式高尔夫球的实施例的示意图。

图3是说明具有球芯、两个中间层和表层的四件式高尔夫球的实施例的示意图。

图4是说明使用施加在模具上的可移除小颗粒制造具有含空隙的基材的高尔夫球的方法和系统的实施例的示意图和流程图。

图5.1是说明使用遍布基材散布的可移除小颗粒制造具有基材的高尔夫球的方法和系统的实施例的示意图和流程图，该基材在基材的外表面上含有空隙。

图5.2是说明使用遍布基材散布的可移除小颗粒制造具有基材的高尔夫球的方法和系统的实施例的示意图和流程图，该基材含有遍布基材的空隙。

图6是说明使用施加在预制的高尔夫球部分上的可移除小颗粒制造具有含空隙的基材的高尔夫球的方法和系统的实施例的示意图和流程图。

具体实施方式

实施例提供用于制造高尔夫球的系统和方法，该高尔夫球具有牢固的层间结合和所需的结构性能，其通过在高尔夫球基材中包括暂时的可移除颗粒、之后移除颗粒以在基材中、包括基材外表面和内部形成空隙而提供。之后可在基材上方形成邻近基材的外层，使外层材料占据外表面中的空隙并提供牢固的层间结合。通过例如增加层在其上方互相接触的表面面积以及提供互相连接的机械结构，空隙提供牢固的结合。含空隙的基材可在多层高尔夫球的一或多个层间边界之间形成。

此处应用的术语“基材”指结构的一部分，其处于该结构的另一部分之下。例如，在高尔夫球中，基材可以是最外层或表层下面的任何部分，例如中间层或球芯。

在实施例中，空隙提供的基材的不平表面引起牢固的层间结合，其可抵抗分层、改进耐用性、并且增强旋转和行进性能，尤其是当用于表层和表层下面的基材之间的最外侧交界面时。即使反复击打表层，层间结合也可以抵抗分层，并且可以防止撕裂、退化及表层的其他损害。因此，具有平整层间边界的高尔夫球可以受益于改进的耐用性和运动性能。

另外，具有不平的层间边界的高尔夫球会显示改进的行进性能。外表层和下面的基材之间增大的结合和紧密接触可以例如改进高尔夫球的一致性和手感，使得高尔夫球手能更好地控制球的旋转和球的行进。换言之，球会对选手施加到球上的力始终如一地反应，例如，允许选手以特定的方式击打球，实现特定的可预期的响应。例如，当球被需要高旋转的球杆击打时，可获得高旋转性能，然而当球被需要低旋转和大行进距离的球杆击打时，可获得低旋转性能。

实施例可提供适用于任何多层高尔夫球的制造方法和系统，包括缠绕式高尔夫球和实芯高尔夫球。例如，图1说明了具有球芯102和布置在球芯102周围的表层104的两件式高尔夫球100，球芯102包含处于表层104下面的基材。如下更详细地论述，空隙可在球芯102的外表面形成。表层104的材料可占据空隙。表层104和球芯102可由不同的材料或相同材料的不同配方（例如比率）形成。

作为另一个示例，图2说明了具有球芯202、一个中间层204和表层206的三件式高尔夫球200。如图所示，球芯202可以被中间层204围绕，以及表层206可以布置在中间层204的周围。球芯202、中间层204以及表层206的每一个可由不同的材料形成。可选择地，球芯202和中间层204二者可由同样的材料，但是由那些材料的不同配方（例如比率）制备。在图2中，可在球芯202和中间层204至少其中之一的外表面上形成空隙。邻近的上层的材料可占据空隙。例如，如果球芯202具有空隙，中间层204的材料可占据那些空隙。如果中间层204具有空隙，表层206的材料可占据那些空隙。在实施例中，球芯202可以是实心、空心或充有液体的球芯。

作为另一个示例，图3说明了具有球芯302、第一中间层304、第二中间层306和表层308的四件式高尔夫球300。球芯302可以是实心、空心或充有液体的球芯，并且可被第一中间层304围绕。第二中间层306可布置在第一中间层304周围。球芯302、第一中间层304和第二中间层306的至少其中之一的外表面可以形成有空隙，并且邻近的上层的材料可占据那些空隙。例如，如果球芯302具有空隙，第一中间层304的材料可占据那些空隙。如果第一中间层304具有空隙，第二中间层306的材料可占据那些空隙。并且如果第二中间层306具有空隙，表层308的材料可占据那些空隙。

尽管图1-3的示例说明了两件式、三件式和四件式构造，此处公开的实施例可应用于具有任何层数的多层高尔夫球，包括五或更多层。

此处应用的与所描述的层有关的术语“外表面”指该层处于基材层和邻近层之间界面处的表面，该邻近层相对于该基材层向外布置。例如，参照图3，球芯302的外表面在球芯302和第一中间层304之间，并且第一中间层304的外表面在第一中间层304和第二中间层306之间，并且第二中间层306的外表面在第二中间层306和表层308之间。在一实施例中，如果球芯不是实心的，第一中间层304可包括例如柔韧套的层，围绕并包含球芯的气体或液体。

图4说明了用于制造具有含空隙的基材的高尔夫球以提供牢固的层间结合的方法和系统。如图所示，在步骤402，可提供模具420，其对应高尔夫球基材所需的尺寸和形状，如由模具420的内成型表面418所定义的。尽管为了清楚起见，图4以部分横截面视图说明了模具420，但模具420可围成三维体积，其中可形成高尔夫球基材。例如，模具420可包括两部分，每一个部分定义用于高尔夫球基材的半球体积。基材层可在模具420内以球形结构形成。可选择地，模具420可构造为接收高尔夫球的预制好的部分，在该预制好的部分上防将形成基材。所述预制好的部分可以是，例如球芯（例如图2的球芯202或图3的球芯302）或多层高尔夫球部分（例如图3的球芯302和第一中间层304）。模具420可包括一或多个模具销，当在预制好的部分周围形成基材时，将该预制部分保持在合适位置。

如在步骤402所示，可移除颗粒422可施加在模具420的成型表面418。成型表面418可定义基材的外表面。颗粒422可以是以特定式样或分布均匀施加的。可选择地，颗粒422可以是随机施加的。尽管为了清楚起见，图4显示颗粒422相对于基材形状来说尺寸较大，但颗粒422可以是适于提供所需的相应尺寸的空隙并产生的结合的任何尺寸。此外，尽管还是为了清楚起见，图4显示颗粒422的横截面形状为圆形，但颗粒422可以是任何所需的规则或不规则的形状。例如，颗粒422可以是球形、半球形、圆柱形、多边形、晶粒形或纤维形。

颗粒422可以通过任何适合的方法施加到模具420的成型表面418，包括，例如通过喷涂、通过吸取或通过刷到表面上。一实施例提供了分配头，其具有与模具420的成型表面418的形状互补的形状（例如半球形），在分配头上具有出口，位于需要颗粒的位置。可以使分配头接近成型表面418，由此颗粒可以从出口沉积到成型表面418上。在另一实施例中，颗粒422可以悬浮在施加到成型表面418上然后蒸发（例如通过加热）的洗液中，由此颗粒422落到并且附着到成型表面418。在另一实施例中，颗粒422可以是盐颗粒，其施加到成型表面418上，然后加热烧结成盐颗粒，可形成颗粒连接网。

将可移除颗粒422施加到成型表面418之后，在步骤404中，可以将基材材料施加到模具420中，施加在颗粒422和成型表面418上。基材材料可以接触成型表面418，并且除了与成型表面418相接触的颗粒422的部分外，围绕颗粒422。基材材料可以形成实心球芯或可以形成高尔夫球另一部分上方的层，例如中间层或球芯。在图4的示例中，基材材料形成基材424，其是在高尔夫球另一部分上方的层（为了清楚起见没有显示）。

在一实施例中，可以将基材材料以液体形式注入模具420，然后使其冷却和固化。基材材料可以是，例如，弹性体或热塑性材料。合适的弹性体可以是，例如交联橡胶，其可以与二丙烯酸锌和/或类似的交联剂化学交联的聚丁二烯。合适的热塑性材料可以是，例如热塑性聚亚氨酯或离聚物树脂，比如由特拉华州威尔明顿的杜邦公司（E.I.DuPont de Nemours）开发的高度中和的离聚物树脂。在颗粒422烧结在一起或以其他方式相接触的一实施例中，熔化的基材材料可渗入颗粒之间的缝隙。

形成基材424之后，如图4的步骤408中所示，可以从模具420移除基材424和高尔夫球任何下面的部分。此时，可移除颗粒422保持在基材材料的骨架内部，颗粒422部分裸露于基材424的外表面上。借助于该裸露，就可以从基材424移除颗粒422。颗粒422可以，例如通过物理性地拔除颗粒（例如通过刷擦或吹风），通过溶解以及冲走颗粒，或者通过熔化或蒸发颗粒而被移除。

物理性地拔除颗粒422会涉及物理性地接触和移动颗粒422。例如，颗粒422可以从基材424擦除或磨除。可选择地，可以向基材424施加强制气流（例如吹风）以移动和除掉颗粒422。在另一实施例中，基材424可以与高尔夫球任何下面的部分一起翻滚，以移动和除掉颗粒422。

溶解可移除颗粒422可涉及使用由可溶性材料制备的颗粒422，当使用相应溶剂时，该可溶性材料溶解。例如，颗粒422可由水溶性材料制备，这样，在基材424上施加水即可溶解并且冲走颗粒422。优选地，溶剂在不影响基材材料的情况下溶解颗粒。换言之，基材材料在容易地溶解颗粒材料的溶剂中可实质上不溶。

在一实施例中，颗粒422可以是盐晶体（例如氯化钠晶体）。以这种方式，可以通过部分溶解，之后通过例如撒布或喷涂分布在模具表面418上来将盐晶体施加到模具420上。部分溶解的盐晶体从而可附着到成型表面418，并且当施加基材材料时保持不变。在一实施例中，在模具表面418上施加液体或溶剂层，然后施加盐晶体并使其部分溶解和附着，之后在不干扰盐晶体的情况下移除液体或溶剂（例如通过蒸发）。在形成基材层、盐晶体嵌入其中之后，可施加水或其他恰当的溶剂到基材层上以完全溶解和冲走盐晶体。可选择地，还可通过轻轻地刷擦基材的外表面以移除盐晶体。

在另一实施例中，颗粒422可以是聚苯乙烯颗粒，其可通过使用苯乙烯而溶解并冲走。

在另一实施例中，颗粒422可以是聚乙烯醇树脂长丝、水溶性多糖或水溶性纤维素，其中每一种都可以通过施加水而溶解和冲走。

在另一实施例中，颗粒422可以是由尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯或醋酸酯制备的纤维。在尼龙或聚对苯二甲酸乙二酯颗粒情况下，可以施加乙酸来溶解和冲走颗粒。在醋酸酯颗粒情况下，可使用丙酮或甲乙酮来溶解和冲走颗粒。

为了通过熔化或蒸发移除颗粒422，实施例可提供基材424和颗粒422之间的合适的材料。在一实施例中，颗粒422可由熔点低于基材424材料的熔点的材料制备，使得施加热引起颗粒422熔化并且流出或蒸发，而不影响基材424。在这个示例中，可以使用不需要将基材材料加热到高于颗粒422的熔点的方法来将基材424施加到模具420。颗粒422可以例如是凝胶。在其他实施例中，颗粒422可以是充有液体的微胶囊、充有气体的微胶囊或凝胶微球，其可通过加热可移除颗粒而被移除。

在其他实施例中，可以使用微波辐射选择性地加热颗粒422，而不加热基材424。不同的材料化合物以不同的量将微波辐射转化为热量。颗粒422因此可由相比基材材料以较高的量将微波辐射转化为热量的材料制备。该选择性可使得颗粒422变热、熔化并且流出或蒸发，但都不影响基材424。

移除颗粒422之后，如步骤410中所示，基材424可定义空隙426。空隙426可具有与先期占据该位置的颗粒422实质相同的尺寸和形状。优选地，为了增强层之间的机械连接，空隙426的形状可制成使得它们的开口比开口下面的尺寸小。例如，空隙426可以是燕尾形，或者如图4中所示，成形为有宽的圆形底427和窄的上部开口425。以这种方式，如下更加详细的论述，因为空隙426内大尺寸的部分不会穿过窄的开口，在空隙426内部形成的结构会机械地保持在空隙内部。

空隙426还可形成连续的孔，例如，当空隙是以晶体网形式烧结到模具中的盐形成时。连续的孔可提供所需的结构，外层材料可渗入该结构中并且从而产生牢固的结合。

基材424定义空隙426后，如图4的步骤412所示，就可将材料施加到基材424以形成外层。形成外层可包括通过例如喷涂或刷擦施加外层材料。在一实施例中，可以通过将外层材料成型到基材424上形成外层。例如，可将基材424以及高尔夫球的任何下面的部分置于模具中，以及可将外层材料以液体形式注入模具和基材424之间。施加外层材料时，材料会流动或者以其他形式沉积在空隙426内部，并且可以是在空隙426上面和之间的基材424外表面上面连续的。

施加外层材料之后，如图4的步骤414中所示，可在基材424上方形成外层428。外层428可以是整体的结构，其在所占据的空隙426及其表面429之间是完整的。占据空隙426的外层428的突出部分430在外层428和基材424之间可提供牢固的机械连接。

外层428可以是高尔夫球的表层（例如图1、2和3分别的表层104、206和308），其可具有凹坑（为了清楚起见没有显示）。凹坑可以由其中注入液体形式的外层材料的模具形成。在本实施例中，由空隙426和突出部分430提供的牢固的层间结合可如上述抵抗分层、改进耐用性、并且增强旋转和行进性能。形成高尔夫球表层的外层428可以由例如特拉华州威尔明顿的杜邦公司（E.I.DuPont de Nemours）生产的

的材料形成。

在另一实施例中，外层428可以是中间层，例如图2的中间层204或图3的中间层304和306。这种情况下，外层428可形成有光滑的外表面429。可选择地，在另一实施例中，通过像对于基材424所做的那样在外表面上布置可移除颗粒并随后移除那些颗粒，在外层428的外表面429中形成空隙。在外层428的外表面429上提供这些空隙使得第二外层能与外层428以与外层428结合到基材424上同样的方式结合。因此，在多层高尔夫球的每层之间的界面处可提供牢固的层间结合。这种遍布多层高尔夫球的牢固的层间结合进一步增强了抗分层性、耐用性以及旋转和行进性能。

图5.1说明了用来制造具有含空隙基材的高尔夫球以提供牢固的层间结合的方法和系统的另一个实施例。在本实施例中，颗粒可以遍布基材而散布，在基材外表面处的颗粒是可移除的。如图5.1的步骤502中所示，可形成基材524。基材524可以是高尔夫球的球芯，或者如图5.1所示，可以是高尔夫球的中间层。如上参照图4所述，可以通过任何适合的方式形成基材524。例如，可通过注射成型、喷涂或刷擦形成基材524。

形成基材524时，用来形成基材524的基材材料可包括骨架材料和悬浮于骨架材料中的颗粒522。由骨架材料和颗粒522组成的基材材料可以液体形式注入到模具中，并且使其冷却和固化。一旦形成，如图5.1所示，基材524可以完全是固体的，具有在骨架材料中散布的颗粒522。颗粒522的这种分布将某些颗粒522置于骨架中，被骨架完全包埋。其他颗粒522可布置于基材524的外表面523，这些颗粒522的一部分裸露。这些裸露的颗粒可以是可移除颗粒。

形成基材524之后，如图5.1的步骤504中所示，裸露的颗粒522可以如上参照图4所述从基材524移除。除了使用在布置于外表面523时适合移除的颗粒，在本实施例中，颗粒522还可适于在布置在骨架材料内且不移除时为基材524提供必要的结构支撑。换言之，颗粒522的材料可优选便于通过所需的方式移除（例如由溶剂溶解），同时还便于为基材524提供结构支撑，或者至少不损害由基材524的骨架部分提供的结构支撑。例如，颗粒可以由相对硬的在溶剂中可溶的材料制备。

从基材524移除裸露的颗粒522之后，如图5.1的步骤506中所示，可由基材524定义空隙526。如图所示，非裸露的颗粒522可以保持包埋在基材524的基材材料内。

已形成含空隙526的基材524后，在图5.1的步骤508中，如上参照图4所述，即可施加外层材料。如图5.1的步骤510中所示，外层材料可注入或者以其他方式沉积在空隙526中以及基材524周围以形成外层528。外层528可包括突出部分530，其如上所述占据空隙526并且提供牢固的层间结合。此外，非裸露的颗粒522作为高尔夫球的永久性部分保持包埋在基材524内部。

如对于图4的实施例，图5.1的实施例的外层528可以是表层或中间层，并且可以类似于在基材524中形成空隙526的方式形成凹坑或空隙。在这方面，外层材料可包括骨架材料以及悬浮于骨架中的颗粒，其中某些颗粒可裸露在外表面529处，其他的颗粒可包埋于基材内并不裸露。在外层528的外表面529中定义空隙后，如上所述，多层高尔夫球可从在多于一个的层之间界面处的牢固的层间结合受益。

用于制造高尔夫球的系统和方法的另一方面包括应用基材内部的空隙控制基材的结构性能。因此，除了在基材的外表面形成空隙之外或者并不是在基材的外表面形成空隙，该另一方面可在基材的内部或厚度内形成空隙。空隙的大小、形状、分布可以制成或以其他形式将空隙配置成提供所需的基材结构性能，例如，在压缩性、手感和旋转方面。空隙可以例如提供类似小室的结构，相比实心结构，其在某些实施例中产生更软的压缩性、更软的手感以及改变的变高或变低的旋转速率。

图5.2说明了用于制造高尔夫球的系统和方法的实施例，所述高尔夫球在基材的外表面和基材内部具有含空隙的基材，以提供牢固的层间结合和所需的基材结构性能。在本实施例中，颗粒可遍布基材散布，在基材的外表面和基材内部的颗粒是可移除的。如图5.2的步骤552中所示，可以形成基材524。基材524可以是高尔夫球的球芯，或者如图5.2中所示，可以是高尔夫球的中间层。如上参照图4所述，基材524可通过任何合适的方式形成。例如，可通过注射成型、喷涂或刷擦形成基材524。

形成基材524时，用来形成基材524的基材材料可包括骨架材料和悬浮于骨架材料中的颗粒522。由骨架材料和颗粒522组成的基材材料可以液体形式注入模具中，并且使其冷却和固化。一旦形成，如图5.2所示，基材524可以完全是固体的，具有在骨架材料中散布的颗粒522。颗粒522的这种分布可以使某些颗粒522包埋在骨架中，其他颗粒522布置在基材524的外表面523上，这些外部颗粒522的一部分裸露。在本实施例中，包埋的颗粒还有裸露的外部颗粒都可以是可移除颗粒。

形成基材524之后，如图5.2的步骤554中所示，可以使用如上参照图4所述的还能够移除基材524内部包埋的非裸露的颗粒522的技术，将裸露和非裸露的颗粒522都从基材524中移除。例如，一实施例将盐晶体粗粒混合进橡胶化合物以形成基材，然后通过使基材接触热水处理固化的橡胶基材。热水不仅可熔化位于裸露某些晶体的表面的盐晶体，而且可熔化位于包埋其他晶体的橡胶基材内的盐晶体（例如在数毫米的深度）。

移除包埋的可移除颗粒时，另一实施例将热塑性合成树脂粉末与具有大于树脂粉末的粒子尺寸的水溶性盐粉末混合，使混合物形成基材，然后从混合物中溶解并且移除盐粉末。通过将混合物置于模具中、靠着模具对混合物施加热和压力、然后冷却形成的混合物，可使混合物形成基材。之后可在形成的基材上施加水以从基材中溶解和移除水溶性粉末颗粒，从而提供多孔基材结构。授予Dighton等的、专利号为4,705,809的美国专利，以及公开号为JP55090361和JP61185538的日本专利公开了用于在基材内形成空隙的合适的方法，所有这几个专利以其整体以参考引用的方式结合于此。

除了使用布置在外表面532上或基材524内时适于移除的颗粒，在实施例中，颗粒522在没有从基材524中移除并且保持包埋在基材材料内时还可适于为基材524提供必要的结构支撑。在某些实施例中，例如，较深地布置在基材内的可溶性颗粒可不接触溶剂，并且因此没有被洗脱以及可保持完整。考虑到那些保持在基材内的颗粒，颗粒522的材料可优选便于通过所需的方式移除（例如由溶剂溶解），同时还便于为基材524提供结构支撑，或者至少不损害由基材524的骨架部分提供的结构支撑。例如，颗粒可由相对硬的在溶剂中可溶的材料制备。

从基材524移除裸露的和非裸露的颗粒522之后，如图5.2的步骤556中所示，敞口的空隙526和闭合的空隙527可由基材524定义。基材524的外表面523处的敞口的空隙526可如上述提供结合性能。闭合的空隙527可提供类似小室或类似海绵的构造，其产生所需的例如压缩性的性能。尽管没有在图5.2中显示，其他非裸露的颗粒522也可保持包埋在基材524的骨架材料中，例如，如果颗粒是可溶性颗粒，并且溶剂没有到达所有的颗粒。

已形成含空隙526和527的基材524后，在图5.2的步骤558中，如上参照图4所述，即可施加外层材料。如图5.2的步骤560中所示，可以将外层材料注入或者以其他方式沉积在空隙526中以及基材524周围以形成外层528。外层528可包括突出部分530，其如上所述占据空隙526并且提供牢固的层间结合。此外，闭合的空隙527保持在基材524中，以提供所需的结构性能。其他非裸露的或未移除的颗粒（未示出）可作为高尔夫球的永久性部分保持包埋在基材524内部。

如对于图4的实施例，图5.2的实施例的外层528可以是表层或中间层，并且可以类似于在基材524中形成空隙526和527的方式形成凹坑或空隙。在这方面，外层材料可包括骨架材料以及悬浮于骨架中的颗粒，其中某些颗粒可裸露于外表面529并且之后被移除，其他的颗粒可包埋于基材内部并且之后被移除或不被移除。在外层528的外表面529中定义空隙后，如上所述，多层高尔夫球可从在多于一个的层之间界面处的牢固的层间结合受益。

基材524内闭合的空隙527在实现关于例如压缩性、手感和旋转的所需的结构性能方面可提供出人意料的益处。设计者可以通过选择恰当的尺寸、质量和在基材内形成闭合小室的颗粒的分布来控制这样的结构性能。例如，大量的大颗粒可提供软的、更易于压缩的结构。

图6说明了用于制造具有含空隙的基材的高尔夫球的系统和方法的另一个实施例。在本实施例中，可移除颗粒的尺寸可制成从基材的内表面延伸到基材的外表面。具有这个相对的尺寸，本实施例可允许选择将可移除颗粒施加到模具或已经形成的高尔夫球部分。作为示例，图6的步骤602说明了施加到已经形成的高尔夫球部分的可移除颗粒622，该高尔夫球部分在这种情况下是高尔夫球球芯621（为了清楚起见以局部视图显示）。可以通过上述多种技术中的任何一种施加可移除颗粒622，例如，通过将颗粒622撒布在球芯621的外表面623上部。颗粒622可以均匀地或随机地分布在外表面623上。

可移除颗粒622到位之后，如图6的步骤604中所示，可在颗粒622以及球芯621的外表面623的上方形成基材624（为了清楚起见示以局部视图）。可限制基材624的厚度使得颗粒622从基材624的内表面625（以及球芯621的外表面623）延伸到基材624的外表面627。可移除颗粒622由此可裸露于基材624的外表面627。

如图6的步骤604的示例所示，之后使用上述的任何技术，可从基材624移除可移除颗粒622，产生由基材624定义的空隙626。步骤606的结构之后可如上所述进一步加工以形成外层，该外层具有占据空隙626的突出部分。

总而言之，通过处理高尔夫球中心和中间层其中至少之一的外表面的至少一部分，可以提供改进的方法和高尔夫球的实施例，所述中间层例如是形成球芯和表层之间界面的最外侧的中间层。所述处理可足以减少或避免在被处理的层和在其附近布置的外层之间的界面处使用粘合剂。

在一实施例中，在高尔夫球制造工序中，基材可作为球芯形成，或可作为在已经形成的高尔夫球部分，例如高尔夫球球芯，上的层形成。基材材料可包括永久性的骨架和嵌入骨架的暂时性的小颗粒。例如通过用小颗粒垫满模具型腔并且注入骨架，小颗粒的嵌入即可发生在成型工序中。还可预期其他的嵌入颗粒方法。

骨架固化之后，可以从骨架中移除小颗粒。通过接触溶解颗粒但不影响固化的骨架材料的水或其他溶剂，可实现小颗粒的移除。还可通过其他方式，例如通过刷擦或翻滚，移除颗粒。小颗粒可以特定地位于基材中，或随机地位于涂层中。

提供基材处理为高尔夫球提供出人意料的益处。嵌入的小颗粒可在高尔夫球的层之间产生不平的界面，其增加表面面积，在该表面面积上方层互相接触，并且在层之间提供表面粗糙度和其他机械互连。增加的表面接触和互连增强了外层对基材的附着，以提供更有结合力的高尔夫球结构，其可更加耐用，并且可更加可预料地响应高尔夫球手施加的力。此外，当颗粒完全包埋在层中并且之后被移除以产生闭合的空隙时，那些闭合的空隙可为层提供期望的例如在压缩性方面的结构性能。

另外的实施例将可移除颗粒施加到高尔夫球的最外层，例如表层。使用例如参照图4和5公开的技术中的任何一种，可在表层中形成空隙。这些空隙可定义高尔夫球的凹坑或其他所需的表面特征。在一实施例中，颗粒可成形为半球形或球形的较小端切块（end sliver of a sphere），并且可以对应所需的凹坑式样以均匀分布的方式将其平坦侧对着模具表面放置。在颗粒周围形成表层之后，可以将颗粒移除以获得所需的表层表面特征（例如凹坑式样）。有纹理的表层可提供高尔夫球完成后的外观，或者可向粗糙的表层施加额外层（例如涂料层或透明涂层）以完成高尔夫球。

本领域人员应该理解，此制造方法不限于高尔夫球，而可以成功地使用于任何分层产品的制造。

尽管已经描述了本发明的各种不同的实施例，但是说明书旨在作为范例，而不是限制，而且对于本领域普通的技术人员来说，显而易见的是本发明范围内还可以有更多的实施例和实施方式。因此，本发明仅受权利要求的限制。另外，在权利要求范围内可以作出各种更改和变换。

进一步，在描述代表性实施例时，说明书可能使方法和/或工序具有特定步骤顺序。然而，就方法或工序不依赖于此处列举的特定的步骤顺序来说，方法或工序不限于所说明的特定步骤顺序。本领域技术人员应该理解，其他的步骤顺序也是可能的。因此，本说明书列举的特定步骤顺序不应解释为权利要求的限制。此外，用于方法和/或工序的权利要求不应限制为以其所限定的顺序执行步骤，并且本领域技术人员能容易地理解顺序可变化并且仍然包含在本发明的思想和范围内。

Claims (27)

1.一种制造高尔夫球的方法，其特征在于，包含：

形成高尔夫球的基材，所述基材具有外表面；

在基材的外表面上布置可移除颗粒，使得每个可移除颗粒的至少一部分裸露于基材的外表面上；

从基材的外表面上移除可移除颗粒以在外表面中形成空隙；以及

在基材上方形成层使得所述层的材料占据空隙。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可移除颗粒包含可溶性材料，其中可移除颗粒通过在基材上施加溶剂而被移除，并且其中所述溶剂为溶解所述可溶性材料的物质。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，可移除颗粒为水溶性颗粒，并且所述溶剂为水。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成基材以及在基材的外表面上布置可移除颗粒包含：

在模具的表面上施加可移除颗粒；

将液体形式的基材材料注入模具，并且在可移除颗粒的上部；以及

固化液体基材材料，使可移除颗粒嵌入基材材料。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在模具的表面上施加可移除颗粒通过将可移除颗粒喷涂到模具表面来实现。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在模具的表面上施加可移除颗粒通过均匀分布地施加可移除颗粒来实现。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在模具的表面上施加可移除颗粒通过随机分布地施加可移除颗粒来实现。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成基材以及在基材的外表面上布置可移除颗粒包含：

将基材颗粒与基材材料混合以形成混合物；

将混合物注入模具，使基材颗粒悬浮于整个混合物中，并使第一多个基材颗粒紧靠模具布置，其中所述第一多个基材颗粒为可移除颗粒；以及

固化混合物以形成基材，使可移除颗粒裸露于基材的外表面。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在基材内布置第二多个基材颗粒，其中所述第二多个基材颗粒为非裸露可移除颗粒，其中所述方法进一步包含从基材移除非裸露可移除颗粒以在基材中形成闭合空隙。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，与基材混合以形成混合物的颗粒为可溶于溶剂的可溶性颗粒，其中从基材的外表面移除可移除颗粒以及从基材移除非裸露可移除颗粒通过对基材施加溶剂来实现。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在基材上方形成层通过在基材上方成型液体形式的层材料来实现。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述层为高尔夫球的表层，并且所述基材为高尔夫球的中间层和球芯之一。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述层包含第一层，

其中在基材上方形成第一层包含：

在第一层的外表面上布置第二可移除颗粒；以及

从第一层的外表面移除第二可移除颗粒以在第一层的外表面中形成空隙，以及

其中所述方法进一步包含在第一层上方形成第二层，使得第二层材料占据第一层的外表面中的空隙。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在第一层的外表面上布置第二可移除颗粒包含：

在第二模具的表面上施加第二可移除颗粒；

将基材放置在第二模具内；

将液体形式的第一层材料注入第二模具，在基材和第二模具之间以及第二可移除颗粒的上方；以及

固化液体第一层材料，使第二可移除颗粒嵌入第一层材料。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，可移除颗粒通过用力物理性地接触可移除颗粒以及用空气以空气作用地接触可移除颗粒之一而被移除。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，可移除颗粒为充有液体的微胶囊、充有气体的微胶囊和凝胶微球中的一种，其中可移除颗粒通过加热可移除颗粒而被移除。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，可移除颗粒通过在完全不加热基材的情况下，选择性地加热可移除颗粒而被移除。

18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成基材以及在基材的外表面上布置可移除颗粒包含：

在预制的高尔夫球部分的外表面上施加可移除颗粒；

在所述预制的高尔夫球部分的外表面上方和可移除颗粒周围形成基材；以及

限制基材的厚度使得每个可移除颗粒的至少一部分裸露于基材的外表面。

19.一种多层高尔夫球，其特征在于，包含：

具有外表面的基材，其中基材定义多个在表面具有开口的离散的空隙，并且其中多个离散的空隙中的每个空隙具有比每个空隙的内部尺寸窄的开口；以及

布置在基材的外表面上方的外层，其中所述外层包括占据多个离散的空隙的突出部分，并且其中每个突出部分具有比每个突出部分所占据的空隙的开口宽的尺寸，使得每个突出部分不能穿过开口。

20.如权利要求19所述的高尔夫球，其特征在于，所述离散的空隙均匀地分布在基材的外表面上。

21.如权利要求19所述的高尔夫球，其特征在于，进一步包含多个遍布基材散布和包埋的颗粒，其中颗粒的尺寸和形状与空隙实质上类似。

22.如权利要求19所述的高尔夫球，其特征在于，进一步包含多个遍布基材散布和包埋的闭合空隙，其中闭合空隙的尺寸和形状与离散的空隙实质上类似。

23.如权利要求19所述的高尔夫球，其特征在于，进一步包含基材下面的高尔夫球部分，其中基材在内表面接触所述高尔夫球部分，其中多个离散的空隙中的每个空隙从内表面延伸到基材的外表面。

24.如权利要求19所述的高尔夫球，其特征在于，多个离散空隙中的每个空隙是球形。

25.如权利要求19所述的高尔夫球，其特征在于，所述外层具有与面对基材的一面相背的外表面，

其中外层定义在外层的外表面上具有开口的第二多个离散的空隙，以及其中第二多个离散的空隙中的每个空隙具有比第二多个离散的空隙中的每个空隙的内部尺寸窄的开口，

其中所述高尔夫球进一步包含布置在外层的外表面上方的第二外层，其中第二外层包含占据第二多个离散的空隙的突出部分，其中第二外层的每个突出部分具有比第二外层的每个突出部分所占据的空隙的开口宽的尺寸，使得第二外层的每个突出部分不能穿过开口。

26.一种高尔夫球，其由下述工序制备，该工序包含：

形成高尔夫的基材，所述基材具有外表面；

在基材的外表面上布置可移除颗粒，使得每个可移除颗粒的至少一部分裸露于基材的外表面上；

从基材的外表面移除可移除颗粒以在外表面中形成空隙；以及

在基材上方形成层，使得所述层的材料占据空隙。

27.如权利要求26所述的高尔夫球，其特征在于，每个空隙在基材的外表面上具有比每个空隙的内部尺寸窄的开口。

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