高爾夫球頭及其製備工藝的製作方法

2023-06-03 15:54:36 3

專利名稱：高爾夫球頭及其製備工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種高爾夫球桿的球頭及其製備方法，具體地講，本發明涉及一種帶有透明聚合物裝飾性材料的球頭及其製備方法。
背景技術：
高爾夫球桿可以分為輕擊杆(putter)、鐵桿(iron)和木桿(wood，也叫長打杆driver)。這些球桿的主要區別在於球頭的外形和重量。輕擊杆的球頭一般由金屬材料製成，但也有基本上採用熱固性聚合物材料製成的，如美國專利US6,217,459中所述，歷史上甚至有採用古塔膠(gutta-percha)製備打擊面板的輕擊杆。鐵桿的球頭一般由金屬材料製成，而木桿最早是由木材製成的以後因木材易受損破裂而逐漸被金屬材料和複合材料所取代。
現有技術中已公開了多種帶有聚合物嵌件的輕擊杆球頭。美國專利US5,575,472中公開了一種在打擊面板上帶有嵌件的輕擊杆球頭及其製備方法；該專利的球頭有一凹槽，在該凹槽中倒入樹脂性材料，使其固化，隨後進行打磨。而美國專利US5,524,331中也公開了一種面板上帶有嵌件的輕擊杆球頭及其製備方法，不過該專利是在金屬球頭面板的凹槽處澆鑄(casting)石墨-環氧樹脂複合物嵌件，以此來轉移中心處的重量而增加慣性動量。
美國專利US5,485,997中公開了一種面板由非金屬材料如彈性體製成的輕擊杆球頭，其目的是增大sweet spot，並改善邊界重量。美國專利US5,931,743中公開了一種嵌件由熱塑性聚氨酯製成的輕擊杆球頭，而美國專利US5,458,332中則公開了一種嵌件由肖氏硬度A70至肖氏硬度D80的聚氨酯製成的輕擊杆球頭。
美國專利US6,478,690中公開了一種輕擊杆球頭，該球頭包括底部、頂冠、尖端部、尾端部、後部和前面板，其中前面板有一凹槽，凹槽內裝有由聚合物材料製成的嵌件，該嵌件的肖氏硬度D為42-55，貝肖氏回跳硬度為55-70；構成嵌件的聚合物為熱固性的聚氨酯，可由基於苯二異氰酸酯(PPDI)的聚氨酯預聚物和固化劑製得，或由基於甲苯二異氰酸酯(TDI)的聚氨酯預聚物和固化劑製得，亦或由基於苯二異氰酸酯(PPDI)的聚氨酯預聚、基於甲苯二異氰酸酯(TDI)的聚氨酯預聚物和固化劑製得；該專利的球頭還包括通過螺絲連接在球頭本體上的、由聚合物材料製成的隔離層和由鎢合金製成的重量調整件，構成隔離層的聚合物優選為熱塑性的聚氨酯，隔離層的厚度為0.020-0.100英寸。
美國專利US6,217,459中公開了一種由聚合物材料整體製成的輕擊杆球頭，並安裝有由金屬製成的擊球面板，所說的聚合物材料優選為熱固性環氧樹脂，也可以為聚酯、ABS樹脂、醛縮醇(acetal)、聚碳酸酯、PVC、聚碸樹脂、玻璃纖維等，而且所說材料中可以含有隨機分布或規則趨向的纖維。
美國專利US5,135,227中公開了一種由金屬製成的、中空的木桿球頭，並在該中空的球頭體內填充芯材料，該芯材料是通過將含有合成聚合物的微囊體和膨脹氣體的膨脹珠經氣體膨脹而融合成的，其體密度為0.05-0.15g/cm3。
美國專利US5,743,813中公開了一種由不鏽鋼製成的、打擊面板具有三層結構的木桿球頭，其三層結構為第一不鏽鋼層、彈性層和第二不鏽鋼層。
美國專利US6,435,980中公開了一種擊球面板帶有紋理塗層的木桿球頭，以增加擊球面板部分的耐用性；所說的紋理塗層由聚合物顆粒、載體和偶聯劑構成，其中聚合物顆粒分散在載體中，並佔整個紋理塗層體積的5-30％；塗層的厚度為0.0005-0.003英寸。
中國專利CN93211978.6中公開了一種打擊面具有保護板片的複合材料高爾夫桿頭，其在頭部正面中央凹設一凹槽，並在該凹槽中設一纖維強化樹脂打擊層；中國專利CN93202806.3中公開了一種複合材料高爾夫桿頭，該桿頭包括金屬鑄造一體成型且呈桿頭主體形狀的外殼、貼設在該外殼內壁的碳纖維強化環氧樹脂內殼、基板以及由碳纖維強化環氧樹脂製成的、用以形成桿頭打擊面的前端壁。
儘管在現有技術中已披露高爾夫球桿球頭上可以使用聚合物嵌件或者使用含聚合物的複合材料，但現有技術中的聚合物嵌件基本上均為熱固性的聚氨酯、聚酯、環氧樹脂等材料，而且在製備此類嵌件時需在模具中發生化學反應，如固化反應或偶聯反應，這給製備工藝的控制增加了不少的難度。另外，製備出來的嵌件缺少光澤，透明度不高，極大地影響了產品的美觀。

發明內容
本發明的目的是提供一種帶有熱塑性透明樹脂嵌件的高爾夫球頭及其製備方法。
一方面，本發明提供了一種高爾夫球桿球頭，該高爾夫球桿球頭上設有凹槽，凹槽中嵌設有聚合物嵌件，該聚合物嵌件由熱塑性的、透明的聚合物材料製成，厚度為2-25mm，而且具有光亮的表面；所述的凹槽可以開設在輕擊杆球頭的擊球面板處、鐵桿球頭的後部(rear section)處或者木桿球頭的頂冠處；在所述聚合物嵌件的下面是一圖案設計或標識。由於本發明的聚合物嵌件是透明光亮的，因而可以透過該聚合物嵌件清晰地看到該圖案設計或標識。所說的圖案設計或標識可以由聚乙烯、聚氨酯或鋁合金片等製得。
在上述的高爾夫球桿球頭中，熱塑性的、透明的聚合物材料可以選自於聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、透明聚丙烯、透明聚乙烯、透明聚氯乙烯、透明尼龍或熱塑性聚氨酯等；優選地，熱塑性的、透明的聚合物材料選自於聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、或熱塑性聚氨酯。最優選的熱塑性透明聚合物為有機玻璃，即聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
如果上述的高爾夫球桿球頭為輕擊杆的球頭，那麼聚合物嵌件的厚度一般控制在2-12mm的範圍內，優選為4-10mm。
如果上述的高爾夫球桿球頭為鐵桿球頭，那麼聚合物嵌件的厚度一般控制在4-22mm的範圍內，優選為10-18mm。
如果上述的高爾夫球桿球頭為木桿的球頭，那麼聚合物嵌件的厚度一般控制在10-25mm的範圍內，優選為15-20mm。
另一方面，本發明也提供了一種製備帶有聚合物嵌件的高爾夫球桿球頭的方法，該方法包括如下步驟(1)將高爾夫球桿球頭上的凹槽進行粗磨，使其表面粗糙；(2)在粗磨之後的凹槽中放入所需的圖案設計或標識；(3)選擇所需的熱塑性、透明聚合物材料，加熱使之融化成流體；(4)將步驟(3)所得的聚合物流體注入步驟(2)的凹槽中；(5)使步驟(4)中已注入凹槽中的聚合物流體完全乾燥並硬化；(6)打磨步驟(5)中所得的、完全乾燥後的聚合物；(7)將步驟(6)中打磨後的聚合物慢速磨光，直到得到表面完全平整而整體透明的聚合物嵌件。
在上述本發明的方法中，在步驟(7)之後，可以將所得的球頭置於烘箱中進行烘烤，烘烤的溫度約為60-80℃，烘烤的時間一般為數小時，具體的烘烤溫度和烘烤時間則視所選的聚合物材料而定；而且，還可以在步驟(7)所得的聚合物嵌件上施加增加光亮度、保護表面的塗層，如噴塗3M公司的碧麗澤。
另外，在上述本發明的方法中，步驟(1)進行粗磨的目的是增加凹槽與嵌設其中的聚合物的結合力，從而增加球頭的使用壽命。這樣，就可以避免使用膠粘劑等。
當然，如果球頭上沒有凹槽，那麼就需要在步驟(1)之前增加一在球頭上開設凹槽的步驟。
在步驟(2)中所放入的圖案設計或標識不能完全佔據凹槽的所有粗磨後的表面，優選不完全佔據凹槽的粗磨後的底表面；因為影響凹槽與聚合物的結合力大小的因素之一是其結合表面。
在步驟(3)中，將聚合物材料加熱融化成流體的溫度一般控制在80-150℃；具體選擇的溫度與所選的聚合物材料、加工速度等有關。
步驟(5)的乾燥過程優選為抽真空乾燥；整個乾燥過程的時間從數小時至數十小時。
在步驟(6)的打磨過程中，可以在聚合物上加有(如噴射)特殊的溶劑，如對所選聚合物材料具有一定溶解能力的有機溶劑，以防止聚合物因打磨時溫度升高而導致品質下降，如聚合物表面產生裂紋。
由於步驟(6)所得的表面一般具有霧狀外表，因而需要在步驟(7)進行進一步的磨光；該磨光過程中可以使用另一種溶劑，如無機溶劑，而且該溶劑可以帶有一定的壓力。
本發明所製備的聚合物嵌件非常美觀，表面光亮，整個嵌件透亮，可以清晰地聚合物裡面或其下面的設計花樣，而且該聚合物嵌件可以調整重心深度，使得擊球容易，同時該聚合物嵌件還具有吸震效果。
本發明的製備工藝容易控制，所得產品的品質高，而且生產成本低。
下面，結合附圖來進一步具體地闡述本發明，但本發明並不局限於下面的具體實施方式
；任何根據本發明精神所作的改進或改變，都仍屬於本發明的保護範圍。


圖1a-c是帶有聚合物嵌件的輕擊杆球頭示意圖；圖2a-c是帶有聚合物嵌件的鐵桿球頭示意圖；圖3a-c是帶有聚合物嵌件的木桿球頭示意圖。
具體實施例方式
參看圖1a-c，輕擊杆球頭10的擊球表面11上開設有一凹槽12。打磨凹槽12中的底表面13及其它各內表面，直至其表面上變得粗糙或者形成溝線或者形成凸凹不平。
在上述打磨變粗糙之後的凹槽12中放入鋁製的logo標識14；加熱有機玻璃(PMMA)，使之融化成流體，然後注入凹槽12中，所注入的PMMA的量使其在硬化後高出凹槽12的邊緣或與凹槽12的邊緣處於同一平面；在抽空的狀態下，約15個小時內，使注入凹槽12中的聚合物流體完全乾燥並硬化；在丙酮的存在下，用180#的砂帶打磨所得的、完全乾燥後的聚合物；然後在高壓水的存在下，用另一種更細的砂帶進行打磨，直到得到表面完全平整而整體透明的聚合物嵌件15。
參看圖2a-c，鐵桿球頭20的背後部21上開設有一凹槽22。打磨凹槽22中的底表面23及其它各內表面，直至其表面上變得粗糙或者形成溝線或者形成凸凹不平。
在上述打磨變粗糙之後的凹槽22中放入鋁製的logo標識24；加熱PMMA使之融化成流體，然後注入凹槽22中，所注入的PMMA的量使其在硬化後高出凹槽22的邊緣或與凹槽11的邊緣處於同一平面；在抽空的狀態下，約20個小時內，使注入凹槽22中的聚合物流體完全乾燥並硬化；在丙酮的存在下，用180#的砂帶打磨所得的、完全乾燥後的聚合物；然後在高壓水的存在下，用另一種更細的砂帶進行打磨，直到得到表面完全平整而整體透明的聚合物嵌件25。
參看圖3a-c，木桿球頭30的頂冠31上開設有一凹槽32。打磨凹槽32中的底表面33及其它各內表面，直至其表面上變得粗糙或者形成溝線或者形成凸凹不平。
在上述打磨變粗糙之後的凹槽32中放入鋁製的logo標識34；加熱PMMA使之融化成流體，然後注入凹槽32中，所注入的PMMA的量使其在硬化後高出凹槽32的邊緣或與凹槽32的邊緣處於同一平面；在抽空的狀態下，約25個小時內，使注入凹槽32中的聚合物流體完全乾燥並硬化；在丙酮的存在下，用180#的砂帶打磨所得的、完全乾燥後的聚合物；然後在高壓水的存在下，用另一種更細的砂帶進行打磨，直到得到表面完全平整而整體透明的聚合物嵌件35。
權利要求
1.一種高爾夫球桿球頭，該高爾夫球桿球頭上設有凹槽，所述凹槽中嵌設有聚合物嵌件，其特徵在於，所述的聚合物嵌件由熱塑性的、透明的聚合物材料製成，厚度為2-25mm，而且具有光亮的表面；所述的凹槽位於輕擊杆球頭的擊球面板處、鐵桿球頭的後部處或者木桿球頭的頂冠處；在所述聚合物嵌件的下面是一圖案設計或標識。
2.如權利要求1所述的高爾夫球桿球頭，其特徵在於，所述的熱塑性的、透明的聚合物材料選自於聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、透明聚丙烯、透明聚乙烯、透明聚氯乙烯、透明尼龍或熱塑性聚氨酯；優選地，所述的熱塑性的、透明的聚合物材料選自於聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、或熱塑性聚氨酯。
3.如權利要求2所述的高爾夫球桿球頭，其特徵在於，所述的高爾夫球桿球頭為輕擊杆球頭，所述的聚合物嵌件的厚度為2-12mm，優選為4-10mm。
4.如權利要求2所述的高爾夫球桿球頭，其特徵在於，所述的高爾夫球桿球頭為鐵桿球頭，所述的聚合物嵌件的厚度為4-22mm，優選為10-18mm。
5.如權利要求2所述的高爾夫球桿球頭，其特徵在於，所述的高爾夫球桿球頭為木桿球頭，所述的聚合物嵌件的厚度為10-25mm，優選為15-20mm。
6.一種製備帶有聚合物嵌件的高爾夫球桿球頭的方法，包括如下步驟(1)將高爾夫球桿球頭上的凹槽進行粗磨，使其表面粗糙；(2)在粗磨之後的凹槽中放入所需的圖案設計或標識；(3)選擇所需的熱塑性、透明聚合物材料，加熱使之融化成流體；(4)將步驟(3)所得的聚合物流體注入步驟(2)的凹槽中；(5)使步驟(4)中已注入凹槽中的聚合物流體完全乾燥並硬化；(6)打磨步驟(5)中所得的、完全乾燥後的聚合物；(7)將步驟(6)中打磨後的聚合物慢速磨光，直到得到表面完全平整而整體透明的聚合物嵌件。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，在步驟(7)之後，將所得的球頭置於烘箱中進行烘烤，烘烤的溫度約為60-80℃。
8.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，步驟(5)的乾燥過程為抽真空乾燥。
9.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，在步驟(6)的打磨過程中，加有溶劑，以防止聚合物因打磨時溫度升高而導致品質下降。
10.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，在步驟(7)的磨光過程中，加有帶壓溶劑。
全文摘要
本發明公開了一種高爾夫球桿球頭，該高爾夫球桿球頭上設有凹槽，凹槽中嵌設有聚合物嵌件，該聚合物嵌件由熱塑性的、透明的聚合物材料製成，厚度為2－25mm，而且具有光亮的表面；凹槽位於輕擊杆球頭的擊球面板處、鐵桿球頭的後部處或者木桿球頭的頂冠處；在所述聚合物嵌件的下面是一圖案設計或標識。本發明所製備的聚合物嵌件非常美觀，表面光亮，整個嵌件透亮，可以清晰地聚合物裡面或其下面的設計花樣，而且該聚合物嵌件可以調整重心深度，使得擊球容易，同時該聚合物嵌件還具有吸震效果。
文檔編號A63B59/00GK1515334SQ0314024
公開日2004年7月28日 申請日期2003年8月22日 優先權日2003年8月22日
發明者裡昂, 曾煥強, 裡 昂 申請人:裡昂, 曾煥強, 裡 昂